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[发明专利]星载天线埋入式双参量光纤光栅传感系统及其在星载天线中的预埋方法-CN202310630225.4在审
发明人： 路元刚;袁慎芳;倪宏程;黄天翔;刘鹏凯;操卫忠;彭楗钦;黄欣婷;芮棽;汪奕 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2023-05-31 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： G01B11/16 文献下载
摘要：本发明提供星载天线埋入式双参量光纤光栅传感系统及其在星载天线中的预埋方法，其中双参量传感器包括飞秒激光刻写的高精度光纤光栅及封装材料，二者共同构成光纤探测端埋于星载天线上面板与纸蜂窝之间；首先以光纤纤芯为中心基于飞秒激光刻写温度参考光栅，其次用剥去包层的光纤刻写测量光栅，并结合套管、防辐射涂料制作成一体化温度、应变双参量传感器，再对其进行全光谱信号解调，最后封装埋入天线中；这套传感系统具有高自由度、耐高温、抗空间辐射、可实时监测的优点，适用于星载天线的健康监测。
天线埋入参量光纤光栅传感系统及其中的方法

[发明专利]一种基于双边带调制的布里渊光时域反射仪-CN202111338930.4有效
发明人： 路元刚;彭楗钦;张宇阳;陈浩宇;吴童舒 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2021-11-12 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： G01D5/353 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于双边带调制的布里渊光时域反射仪，包括激光器、隔离器、耦合器、参考支路、探测支路、光电探测器和处理模块；激光器发出连续激光作为探测光，依次经过隔离器和耦合器后分入探测支路和参考支路；在探测支路中，将光波调制为双波长脉冲光波后进行去噪和扰乱偏振态处理后注入传感光纤；传感光纤产生后向布里渊散射光通过环形器后，经过放大和滤波，与参考支路耦合成一路传输至光电探测器；光电探测器探测后向布里渊散射光得到对应点信号并将电信号送入处理模块中处理并分析，获得传感光纤的应变和温度分布曲线。本发明的布里渊光时域反射仪无需进行扫频，加快了测量速度，且能实现高精度的分布式温度和应变同时测量。
一种基于双边带调制布里渊光时域反射

[发明专利]一种基于大调制中心频率的外调制布里渊光相关域反射方法及装置-CN202310206678.4在审
发明人： 路元刚;江岳凯;张伍军;赫崇君 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2023-03-07 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G01K11/322 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于大调制中心频率的外调制布里渊光相关域反射方法及装置，函数发生器输出信号作为电压控制振荡器的输入，电压控制振荡器输出具有大调制中心频率且频率随时间正弦变化的射频信号作为电光调制器的射频输入；激光器发出连续探测激光经光隔离、偏振控制后，经由电光调制器调制成调制光；调制光一路经放大、滤波选择‑1阶调制光信号后经由环形器获得前向传播的泵浦光，另一路经过延迟光纤控制相关峰的阶数后获得参考光；泵浦光在待测传感光纤中产生后向自发布里渊散射的斯托克斯光，其携带温度信息并与参考光相拍后进行光电转换与采集分析。能够避免外调制系统固有的频谱混叠问题，有效地提高传感系统的空间分辨率和测量范围。
一种基于调制中心频率外调制布里渊光相关反射方法装置

[发明专利]光纤扫描显示探头、头戴式显示器及其驱动方法-CN202211453612.7在审
发明人：吴彤;邹谨聪;陈智晖;刘友文;路元刚;王吉明;施瑶瑶;顾晓蓉;赫崇君 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-11-21 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： G02B27/01 文献下载
摘要：本发明公开了光纤扫描显示探头、头戴式显示器及其驱动方法，该光纤扫描显示探头包括光纤致动元件和安装在光纤致动元件上的非对称悬臂梁光纤结构，当光纤致动元件受特定正交驱动信号驱动时，使非对称悬臂梁光纤结构的主光纤端点沿利萨如扫描轨迹振动；头戴式显示器包括光源；外部调制系统，用于调节光源输出至主光纤的光强，生成用于驱动光纤致动元件的正交驱动信号；所述的光纤扫描显示探头，在主光纤前设有光束汇聚透镜，用于将主光纤端点散射的光变为汇聚光形成中继像面；以及近眼显示光路组件，用于将中继像面汇聚在视网膜上，形成人眼可见的图像。本发明兼具亮度均匀性好和扫描速率快的优点，能够提升头戴式显示器性能。
光纤扫描显示探头头戴式显示器及其驱动方法

[发明专利]一种基于光纤前向布里渊散射的压强温度双参量传感方法及装置-CN202310129113.0在审
发明人： 路元刚;李杏晗;张泽霖;彭健钦;赫崇君 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2023-02-17 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： G01L1/24 文献下载
摘要：本发明提供一种基于光纤前向布里渊散射的压强温度双参量传感方法及装置。该方法基于光纤的前向布里渊散射频移变化与外界环境的压强、温度变化之间具有线性关系，利用两个不同的横向声学模式所引起的前向布里渊散射频移变化对压强、温度变化具有不同的响应，通过同时测量2个前向布里渊散射频移变化量，就可以分辨外界环境温度和压强的变化。本发明传感装置具有优异的机械强度和耐高温性，可应用于恶劣环境。而且本发明结构简单，测量稳定，能够有效消除压强和温度之间的交叉敏感问题，有望成为一种简单、准确、耐用、稳定的同时测量压强和温度的传感方法。在航空航天、医学及环境监测等领域的实际应用中有很大的潜力。
一种基于光纤布里渊散射压强温度参量传感方法装置

[发明专利]基于稀疏采样和人工神经网络的布里渊散射信号测量方法-CN202111324366.0有效
发明人： 路元刚;张宇阳;陈浩宇;吴童舒;章金龙;董旭东 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2021-11-10 - 公布日： 2023-02-28 - 主分类号： G01D5/353 文献下载
摘要：本发明涉及一种布里渊散射信号测量方法，包括步骤：通过稀疏频率采样和普通频率采样获取布里渊频谱数据以构建样本数据集；搭建人工神经网络模型并利用样本数据集完成训练；通过稀疏频率采样获取待测光纤的布里渊频谱数据，并将其输入到训练完成的人工神经网络模型中进行恢复；使用洛伦兹函数拟合待测光纤恢复后的布里渊频率谱，获得沿整条待测光纤的布里渊频移信息；根据布里渊频移信息和关注物理量的映射关系获取关注物理量。本发明在布里渊光时域传感中采用稀疏频率采样，在不额外引入硬件设备的条件下实现了快速测量，并通过基于人工神经网络的信号恢复方法增加了实际测量布里渊散射信号中的有效信息，提高了温度或应变测量的准确性。
基于稀疏采样人工神经网络布里渊散射信号测量方法

[发明专利]一种基于光学Tamm态的M-DBR非线性激光限幅结构-CN202210364196.7在审
发明人： 路元刚;黄剑;王梓涵;黄木容;杨一国;茅竹鸣;郭奕辰 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2022-04-08 - 公布日： 2022-07-05 - 主分类号： G02F1/35 文献下载
摘要：本发明提供一种基于光学Tamm态的M‑DBR非线性激光限幅结构，该非线性激光限幅结构由三种光学介质按一定顺序堆叠而成，设三种介质分别为A、B和M，则该非线性激光限幅结构为M(AB)4，介质A和B为非线性光学材料，介质M为金属材料，上标4表示介质层AB交替四个周期。本结构基于光学Tamm态实现对1064nm弱信号激光的高透射，而对于较强的激光，利用非线性折射效应，使得该限幅器结构的透射谱中心发生移动，进而实现对1064nm强激光的非线性限幅。本发明可有效应用于对1064nm波长激光的限幅，同时对弱光实现高透射。
一种基于光学 tamm dbr 非线性激光限幅结构

[发明专利]一种基于光纤前向受激布里渊散射的多波长可调谐波长转换器-CN202010271710.3有效
发明人： 路元刚;张泽霖;周朗;谢有文;吴彤;赫崇君 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-04-08 - 公布日： 2022-05-03 - 主分类号： G02F1/35 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于光纤前向受激布里渊散射的多波长可调谐波长转换器，用等强度、频率间隔为前向受激布里渊散射频移的多波长待转换光波，入射进转换介质以激发前向声场。本发明选择大有效面积光纤作为多波长转换的工作介质。在大有效面积光纤内，待转换光波激发的前向声场会与目标波长光波发生声光相互作用，实现对目标波长光波的相位调制，并最终将多波长待转换光波的中心波长转换到目标波长。此波长转换系统具有高输出稳定性、信号格式高透明性和转换波长可调谐性，同时有较高的转换效率。本发明的高转换效率、偏振无关性、低传输损耗和高温度稳定性，在大容量全光波分复用传输系统中具有潜在的应用价值。
一种基于光纤布里渊散射波长调谐转换器

[发明专利]基于前向布里渊散射的温度和声阻双参量传感方法及装置-CN202110222185.0有效
发明人： 路元刚;张泽霖;彭楗钦;吉正源 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2021-02-28 - 公布日： 2021-11-23 - 主分类号： G01D21/02 文献下载
摘要：本发明基于温度和声阻分别会引起R0,m声场激发前向布里渊散射谱的线宽和中心频移的线性变化，提供了一种基于前向布里渊散射的温度和声阻双参量传感方法及装置，以实现对温度和声阻双参量的同时传感，具有易于实现，操作简便的优点，且相较于现有技术，在实现双参量传感器的同时，还具有较高的传感测量精确度，适合在化学工程、油气存储与探测及肿瘤探测等相关技术领域推广使用。
基于布里渊散射温度声阻参量传感方法装置

[发明专利]基于硒化砷光纤后向受激布里渊散射的中红外激光限幅器-CN202110582574.4在审
发明人： 路元刚;黄剑;吴政南;谢有文;赫崇君;左敦稳 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2021-05-27 - 公布日： 2021-08-27 - 主分类号： H01S3/067 文献下载
摘要：本发明提供了基于硒化砷光纤后向受激布里渊散射的中红外激光限幅器，该限幅器由光学缩束系统、硒化砷光纤和光学扩束系统依次排列构成，光学缩束系统射出的光束经硒化砷光纤后，从光学扩束系统射出，硒化砷光纤具有较高的弱光透过率，较弱的入射激光经过光缩束系统进入硒化砷光纤中，其光功率密度达不到光纤产生后向受激布里渊散射的阈值，光能够正常向前传输，实现弱光的高透过传输；随着入射光功率密度的增大，光功率密度达到或超过光纤后向受激布里渊散射的阈值，入射光的极大部分能量将转移给后向斯托克斯光散射回来。本发明针对3~5μm中红外宽光谱激光实现弱光的高透过和强光的高衰减，有效起到中红外激光非线性限幅的作用。
基于硒化砷光纤布里渊散射红外激光限幅器

[发明专利]一种基于拓扑界面态和光学克尔效应的一维光子晶体限幅结构-CN202010112384.1有效
发明人： 路元刚;黄剑;周朗;徐锋;左敦稳 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-02-24 - 公布日： 2021-04-27 - 主分类号： G02F1/35 文献下载
摘要：本发明提出了一种基于拓扑界面态和光学克尔效应的光子晶体限幅结构，该限幅结构由四种介质按一定顺序周期性排列成光子晶体构成。设四种介质为A、B、C和D，则包含N个周期的光子晶体结构为(A0.5BA0.5)N(C0.5DC0.5)N，其中介质A和B为非线性光学材料，构成光子晶体左侧部分(PC_L)，介质C和D为线性光学材料，构成光子晶体右侧部分(PC_R)，下标0.5表示介质基本单元的一半。所述的光子晶体左侧部分与光子右晶体左侧部分的拓扑性质相异。本发明可以针对1064.15nm的激光实现对弱光的高透过率和强光的高衰减率，通过选取合适的材料以及调整厚度参数，该结构也可以适用于其他波长的激光限幅。
一种基于拓扑界面光学克尔效应光子晶体限幅结构

[发明专利]基于阶梯脉冲自放大的布里渊光时域反射仪的方法及装置-CN201810615946.7有效
发明人： 路元刚;张宇阳;张泽霖;彭楗钦;李密;魏广庆 -专利权人：南京大学（苏州）高新技术研究院
申请日： 2018-06-14 - 公布日： 2020-10-09 - 主分类号： G01D5/353 文献下载
摘要：本发明涉及基于阶梯脉冲自放大的布里渊光时域反射仪的方法及装置，该方法包括：将激光经由光调制器调制成阶梯脉冲光；所述阶梯脉冲光由一束探测窄脉冲光和一束基底长脉冲光组成；将所述阶梯脉冲光相应处理后注入传感光纤；在光纤中前向传播的同时，产生后向传播的布里渊散射光；经由环行器传输，由光电探测器接收转变为电信号；将所述电信号输入数据采集处理系统或频谱分析仪处理，获得传感光纤的应变和温度分布曲线。基于阶梯脉冲光中的基底长脉冲光，对探测窄脉冲光的布里渊散射光进行相应处理后，使传感信号的功率得到提高，可有效提高传感系统的信噪比和传感精度，同时系统空间分辨率保持为阶梯脉冲光中探测窄脉冲对应的空间分辨率。
基于阶梯脉冲放大布里渊光时域反射方法装置

[发明专利]一种具有波长标尺校准功能的光纤布拉格光栅传感系统-CN201810015897.3有效
发明人： 路元刚;王缘;彭楗钦;杨雁南;赵宁;王同光 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2018-01-08 - 公布日： 2020-10-09 - 主分类号： G01D5/353 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有波长标尺校准功能的光纤布拉格光栅传感系统，该系统由ASE光源的宽带光源以及光隔离器、可调谐F‑P滤波器、耦合器、环形器、FBG传感器阵列、标准具、第一光电探测器、第二光电探测器、数据采集装置、计算机和可调谐电源组成。本发明通过控制F‑P滤波器的驱动电压对PZT迟滞和蠕变补偿，使标准具的透射谱峰值波长间隔随时间线性变化，实现对作为“波长标尺上刻度线”的标准具透射谱峰值波长校准，为解调传感光栅的波长提供精确的波长基准，可对传感光栅的波长进行高精度测量，从而根据传感光栅的波长信息达到对温度、应变等物理量进行精确测量的目的。
一种具有波长标尺校准功能光纤布拉格光栅传感系统

[发明专利]一种基于散斑去相关的多图像多重加密方法-CN202010474956.0在审
发明人：施瑶瑶;刘友文;盛伟;路元刚;吴彤;赫崇君 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2020-05-29 - 公布日： 2020-10-02 - 主分类号： G06T1/00 文献下载
摘要：本发明公开一种基于散斑去相关的多图像多重加密方法，将多幅原始图像通过光学系统加密为散斑；利用散斑旋转去相关但有联系的性质，实现单密钥多图像加密；利用散斑缩放去相关和更换探测区域散斑去相关的性质，实现多重加密，且每层加密重级中都可以对多图像加密；解密时，少量密钥可快速解出大量图像，且图像搜索和解密可同时完成。本发明只需采用简洁的加密系统，就能实现较大的密文容量、较高的加密和解密效率、以及可靠的安全性。
一种基于散斑去相关图像多重加密方法

[发明专利]一种基于一维光子晶体的非线性激光限幅结构-CN201811602766.1有效
发明人： 路元刚;申家岭;左宇杰;马海霞;王吉明;徐锋;左敦稳 -专利权人：南京航空航天大学
申请日： 2018-12-26 - 公布日： 2020-06-30 - 主分类号： G02B1/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于一维光子晶体的非线性激光限幅结构，该非线性激光限幅结构由以三种介质按一定顺序排列的光子晶体构成，设三种介质分别为A、B、C，则光子晶体的结构为(AB)6CAC(AB)6，其中，适用于532nm激光限幅的光子晶体结构中三种介质A、B和C分别为金刚石、SrF2和CS3‑68 glass，介质层A、B和C的厚度分别为184.1nm、92.0nm和138.1nm；适用于1064nm激光限幅的光子晶体结构中三种介质A、B和C分别为金刚石、CeF3和CdTe，介质层A、B和C的厚度分别为149.3nm、74.7nm和112.0nm。本发明可有效用于532nm与1064nm波长激光限幅系统中，实现对弱光的高透过率和强光的高衰减率。
一种基于光子晶体非线性激光限幅结构

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