多功能光纤干涉教学实验仪简介 - 仪器信息网.DOC

目 录 （1）全光纤音频信号录入、传输、解调功能 （2）全光纤单芯双向语音必威体育官网网址通信系统（光纤电话） （3）激光外调制及解调技术 （4）光纤有效折射率的测量 （5）光纤长度测量 （6）光纤桥梁建筑物定点应变测量 （7）全光纤声纳系统 （8）光纤非接触振动测试 全光纤多功能研发平台简介 Multi-functional All-Fiber RD Platform 在科学技术飞速发展的信息时代，光电技术、信息技术（IT）和集成电路技术（IC）在各个领域不断产生新的应用。其中，光纤技术在通信和传感领域的广泛应用，已经体现出依靠“电”进行信息提取和传输的方式所无法比拟的优势。光纤通信和光纤传感技术作为新的激光应用技术，已经成为工程应用和研究热点。由于光纤技术发展迅速，能够作为研究开发平台的仪器很少，一般一套设备只能完成一个功能。测试用设备不能作为功能设备使用，功能性设备不具备测试用条件。为了改变光纤技术研究中存在的设备单一状况，研究开发了“全光纤多功能研究开发平台”。 平台与一般的科研光纤设备区别在于： 主机能够单独完成多项监测、测试功能； 提供强大数据处理终端； 平台实现的功能融合了光纤通信和传感领域许多新技术； 平台功能具有开放性。 利用复旦大学光纤研究中心全光纤“白光”干涉技术研制的全光纤多功能研究开发平台，已经成功在桂林电子工程学院、复旦大学和江苏技术师范学院等学校得到应用。仪器在2005年10月18日进行了教育部主持的专家鉴定会，与会专家一致通，鉴定结论：该仪器属于国际先进水平。 该仪器特点有以下特点： 融合5项专利技术 采用标准化、模块化的组合架构 通过共享主机、选用不同功能模块实现不同功能的研究主题 通过变换组件开发光纤应用技术覆盖了目前先进的光纤通信、传感技术。研究开发内容在20项以上，一套平台功能与20套分散的实验仪器实现的功能相当。 五大优势挑战传统光纤科研设备 先进的平台构建方式 平台采用主机共享，功能模块结合研究内容搭配的方式，实现了仪器与研究人员人机互动。系统除了提供强大的硬件平台外，还提供数据处理分析平台。 2、全新的研究内容 目前提供的研究内容都来自必威体育精装版的专利和文章，包含的知识和技术属于新的科研成果，这使整个平台的学术水平属于国际先进水平。其中利用低频信号测试光速等实验在全国来说属于首次提出，国际上未见文献报告；必威体育官网网址通信利用了量子通信等先进技术，在国内也属于创新实验。 3、研究开发平台也是工程应用平台 全光纤多功能研究开发平台实现了多项工程测试应用，目前能够完成的应用功能包括： 光波在光纤中的传播速度 光纤等效折射率 振动速度、加速度和位移 水中声波传播特性 光纤弹光效应 光波相位调制、解调 光纤分布传感技术 振动信号频谱分析 光纤长度测量 全光语音信号录入 全光通信 4、平台提供二次开发功能 平台对多种光纤传感技术的开发提供基础性功能，在此基础上通过信号分析和硬件完善，实验标定，能够完成工业用设备实现的功能。 5、极高的性价比 通过组合功能模块，即可通过一套主机满足不同研究开发的需要，对比分散的性能单一光纤传感设备来说，全光纤多功能研究开发平台大大节约了经费成本。 平台具备的功能介绍 利用全光纤多功能研究开发平台，并配置相应硬件设备可实现下列功能： （1）全光纤音频信号录入、传输、解调功能 （2）单芯双向传输必威体育官网网址通信系统（光纤电话） （3）激光外调制及解调技术 （4）光纤有效折射率的测量 （5）光纤长度测量 （6）光纤桥梁建筑物定点应变测量 （7）全光纤声纳系统 （8）光纤非接触振动测试 软件系统实现的功能包括： 信号采集、存储 信号功率谱分析 振动特性分析 声纹识别 发动机故障分析 纳米应变检测 相位还原 一、全光纤音频信号录入、传输、解调功能 应用背景： 常规的声音传输多需要电信号的参与，这使得其在某些场合的应用受到限制，比如存放火药的仓库当中，如果使用不当，会造成电火花，产生爆炸；在高压电磁场的环境中，对信号的干扰严重。而本技术采用的是全光纤光路系统，该系统除了末端声音还原需要一个音箱以外，整个系统没有电的参与，极大程度上解决了以上问题。 技术特点： 实现了采取无源方式进行语音信号采集的新方法，应用领域可扩展到高压电磁场等恶劣环境。 系统完成了采用“全光”方式实现了语音信号的传输过程。 典型实验结果图： 上图中Ch1表示原输入信号，Ch2表示经全光纤音频传输系统输出后的信号，实验结果表明两信号完全吻合。验证了该系统对语音信号录入、传输、解调的有效性。 二 单芯双向传输必威体育官网网址通信系统（光纤电话） 应用背景： 现有的光纤通信系统多采用光强调制的原理，音频信号直接调制光源的输出光强，很容易利用光纤微弯时产生的光强泄露或直接接入光强探测器，获得经声音调制后的光强信号，从而还原出语音信号，造成信号的失密