基于光纤的激光自混合散斑有源传感理论和技术研究

研究基于光纤的激光自混合散斑有源传感理论和技术。提出散射光反馈掺铒光纤(EDFR)激光器有源传感实验模型，根据能级系统理论推导掺铒光纤（EDF）内的离子速率方程及传输光的放大方程，导出散射光强反馈回激光腔引起的激光频率和功率变化。分析激光器腔内、外参数和外部目标物状态对激光频率和强度的影响。组建光纤激光器散斑有源传感实验系统，用于物体速度、粒径、浓度和粗糙表面的测量，研究相应的实验技术。由于介质光栅的锐选频效应，光纤激光的模式好、谱线窄，在光通信系统和相干光信息处理技术中已有广泛应用，然而将被测目标物的散射光引入掺杂光纤，经过光振荡、放大和传输，实现有源传感，国内外几乎还是空白，理论和技术上有一系列的问题需要解决，因此我们的研究是开创性的。散斑与光纤技术相结合，形成一个新型的有源传感网络，可实现速度、粒径、浓度，粗糙表面等物理量的测量，在工业自动化、环境监测、医疗等领域具有广阔的应用前景。