随着海上风力发电技术的发展,风力发电机的功率不断增大,对其桩基的承载力要求也不断提高,因此需要测试桩基的荷载性能来验证工程设计的安全可靠性。首先搭建了1 m空间分辨率的布里渊光时域反射(BOTDR)系统,在杭州湾嘉兴市海域的风电项目中,利用该系统对海上风力发电机桩基进行了水平推力加载试验。通过测量和分析不同水平荷载下桩基的应变分布和最大应变位置,得到了其形变情况和位移分布。结果表明,该桩基的水平承载力达到了预期设计的最大荷载700 kN,验证了BOTDR分布式光纤传感技术在海上风力发电机桩基检测中的有效性。
光学学报
2021, 41(13): 1306016
1 哈尔滨理工大学黑龙江省量子调控重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150080
2 哈尔滨工业大学可调谐激光技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
将结合外调制技术与主从式注入锁定技术的方法用于获得宽带线性调频光源,并基于该光源实现了同时测距和测速的调频连续波激光雷达系统。主从式注入锁定系统包含作为主激光器的窄线宽光纤激光器和作为从激光器的分布反馈式半导体激光器,它们的输出波长均约为1550 nm;使用频率范围为8~14 GHz的三角波线性调频微波对主激光器进行调制,调制后的光注入到从激光器,获得了6 GHz带宽、超过20 dB边模抑制比的宽带线性调频光源。基于该光源搭建了调频连续波激光雷达系统,采用该系统实现了对静态物体距离、运动物体瞬时距离与瞬时速度的测量,运动物体的距离和速度测量结果由不同的公式获得并可以相互验证,实现的距离和速度分辨率分别为2.5 cm和7.8 mm/s。
遥感 激光雷达 注入锁定 调频连续波 测距测速 光学学报
2020, 40(15): 1528001
1 国网河南省电力公司电力科学研究院输电线路舞动防治技术实验室， 河南 郑州 450052
2 哈尔滨工程大学纤维集成教育部重点实验室， 黑龙江 哈尔滨 150001
借助光纤光栅(FBG)、相位敏感型光时域反射计(Φ-OTDR)及基于拉曼散射的分布式温度传感器(DTS)，对4 km长的高压输电真型线路的健康监测进行研究。分析了导线舞动过程中输电塔架和输电导线的温度和应变的特征。利用安装在塔架结构上的104个FBG应变和温度传感器对塔架结构进行应变监测。利用Φ-OTDR及DTS，借助输电线路中现有的光纤复合架空地线(OPGW)内的通信光纤，实现了输电线路的舞动和温度的监测。三种光纤传感方案相互补充照应，实现了对整个输电系统结构健康监测。
光纤光栅 相位敏感型光时域反射计 分布式温度传感器 输电系统 结构健康监测 激光与光电子学进展
2018, 55(7): 070606
哈尔滨理工大学光信息科学与技术系， 黑龙江 哈尔滨 150080
提出了激光以一定角度入射液芯光纤(LCOF)产生空心光束(HLB)的方法。利用Zemax软件对产生系统建模，理论分析了HLB的暗斑尺寸DSS和光束宽度随传播距离、LCOF的长度与芯径的变化规律，并以CS2作为芯液材料，用630 nm半导体激光器对部分理论结果进行了实验验证。研究表明，通过改变激光入射角度可获得DSS可调的HLB，其DSS和光束宽度几乎不受LCOF长度的影响，但与芯径大小有关。该方法操作简便、成本低、DSS调整范围大，可满足不同应用领域的需求。
光纤光学 空心光束 液芯光纤 暗斑尺寸 中国激光
2012, 39(11): 1105002
哈尔滨工业大学光电子技术研究所可调谐激光技术国家级重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
根据热平衡状态下的麦克斯韦速度分布函数,得到了三维空间中两原子间相对运动速度的分布函数。以四能级理论模型为基础,将此分布函数考虑到激光感生碰撞截面的计算之中,直接积分态振幅的运动方程,对弱场和强场两种情况下Eu-Sr系统中的一个激光感生碰撞过程进行了数值计算,得到了特定温度下系统的激光感生碰撞截面的谱线线型。将该数值计算的结果与以前的理论工作进行了比较,分析了两原子间相对运动速度分布对激光感生碰撞过程的影响。分析表明,两原子之间相对运动速度的统计分布虽然不影响激光感生碰撞截面的谱线线型,但对碰撞截面的峰值大小有一定的影响。结论与前人的理论预言相吻合,证明了数值计算的正确性。
激光技术 激光感生碰撞 能量转移 碰撞截面 速度分布 强场
