虚拟维尼尔启用远程调节的光纤传感器,用于先进的动态场探测

科学领域:

• 光学和光子学 在光学和光子学.
• 传感器技术 传感器技术
• 信号处理 信号处理

背景情况:

• 纤维干扰度传感器在平衡灵敏度,噪声弹性和适应性方面面临着挑战.
• 现有的维尼尔方法通常需要额外的硬件,限制了灵活性.

研究的目的:

• 开发一个计算干扰调制策略,以提高光纤传感器性能.
• 通过创建虚拟的维尼尔效果,消除了对额外硬件的需求.
• 为了证明在各种传感应用中提高灵敏度,降低噪音和适应性.

主要方法:

• 实施了使用实时光谱处理的计算干扰调制策略.
• 引入数字控制的自由光谱范围 (FSR) 不匹配,以创建虚拟的维尼尔效应.
• 通过使用直接俯冲跟踪算法验证了对位移,声学和振动传感的方法.

主要成果:

• 在移位传感中实现了在广泛范围内 (5nm至1mm) 达到皮科米级分辨率,降低了~50%的噪声.
• 提升了光纤麦克风的灵敏度1446× (到2.95nm/Pa),并启用了远程灵敏度调整.
• 提高了407× (到6.40nm/V) 的低频振动灵敏度,可靠的次赫兹跟踪和更好的SNR.
• 已证明可以检测到低于0.5Hz的声信号.

结论:

• 计算虚拟维尼尔方法克服了传统光纤传感器的物理限制.
• 这种方法为现有的光纤传感器提供灵活的灵敏度升级,使先进的应用成为可能.
• 定位计算纤维干扰仪作为未来测量,诊断和环境监测感应系统的关键技术.