长周期光纤光栅温度特性的理论与实验研究

利用模式耦合理论,对长周期光纤光栅透射谱谐振波长的温度特性进行了理论分析和数值模拟.结果表明,可以通过选择具有合适纤芯与包层热光系数匹配的光纤,从而制作出谐振波长对温度变化敏感或者不敏感的长周期光纤光栅;采用高频CO2激光脉冲三束对称写入法制作长周期光纤光栅,并进行温度特性测试,结果表明,谐振波长具有线性响应的温度特性,灵敏度约为0.088nm/℃,而峰值损耗对温度不敏感,起伏不超过0.5dB.

开放物理实验教学模式的探索与实践

在广泛调研和总结经验的基础上,对大学物理实验开放教学模式进行了深入研究,形成比较可行的大学物理实验课程开放教学模式.通过设立创新工作室、网络实验室以及教学内容分层次等措施,实现了实验室硬件资源,实验教学活动在时间、空间和实验内容的深入开放,基本弥补了传统实验教学模式的不足.

长周期光纤光栅高温传感特性

为使温度传感应用范围更广、价值更大，分析了影响长周期光纤光栅温度特性的各种因素，用三束高频聚焦CO2激光脉冲对称写入法制备长周期光纤光栅，并对温度特性进行了实验研究.结果表明，在23-700℃变化范围内，谐振波长温度灵敏度随温度升高而增强，高温处温度灵敏度比低温处增强了约72%，而平均温度灵敏度约为0.11 nm/℃；峰值损耗对温度变化不敏感，在23-450℃范围内起伏不超过1.5 dB，具有良好的高温稳定性和可重复性.基于这一良好的温度特性，此种长周期光纤光栅可以制成温度传感器，在高温传感领域有着较大的应用价值.

长周期光纤光栅应变特性的理论与实验研究

对长周期光纤光栅传输谱谐振波长的应变特性用耦合模理论进行研究,推导出谐振波长应变灵敏度的解析表达式。详细分析了影响谐振波长应变灵敏度的各种因素,并进行数值模拟,结果表明,可以通过选择具有合适纤芯与包层弹光系数匹配的特种光纤,从而制作出谐振波长对应变敏感或者不敏感的长周期光纤光栅。用高频CO2激光脉冲(20 kHz)结合三束对称写入技术在普通通信单模光纤中制作出长周期光纤光栅,并进行应变特性测试,测试结果表明,谐振波长和峰值损耗均具有线性响应的应变特性,灵敏度分别约为-0.66 nm/mε和0.69 dB/mε。基于传输谱线性响应的应变特性,长周期光纤光栅可用来制作光纤光栅应变传感器,由于峰值损耗对温度不敏感,因此在高温应变传感领域能发挥重要的应用价值。

长周期光纤光栅写入技术的研究

利用模式耦合理论对长周期光纤光栅的传输光谱特性进行了理论分析.基于Matlab软件通过编程进行仿真模拟,深入研究了长周期光纤光栅传输光谱特性与光纤光栅各参数之间的理论关系,总结出调节光纤光栅写入参数来控制长周期光纤光栅传输光谱特性的可行方法.一方面利用精密步进电机和高频CO2激光器,采用逐点写入技术,另一方面利用高频CO2激光脉冲对普通通信单模光纤进行曝光,对光纤纤芯折射率进行周期性调制,从而成功地进行了长周期光纤光栅的制备研究.

光栅条纹最小偏向角的实验研究

本文讨论了斜入射时光栅条纹偏向角存在最小值的实验观察现象及相关原理,提出了利用最小偏向角测量光波波长和光栅常数的方法,并在实验中对最小偏向角法和垂直入射法进行了分析比较。

长周期光纤光栅耦合模理论与制作技术的研究

基于耦合模理论对长周期光纤光栅的光谱特性进行了理论分析,推导出传输率、谐振波长等公式;利用精密步进电机和高频CO2激光器,设计采用高频CO2激光脉冲三束对称逐点写入技术,在普通通信单模光纤中成功地进行了长周期光纤光栅的制备研究.

用光杠杆测量杨氏模量的误差分析及改进

对杨氏模量测量中的方法误差和非标准状态造成的误差进行了定量分析,指出系统应处于的标准状态,并对传统仪器进行了有效改进,使测量精度提高.

光子晶体光纤色散调控方法的研究

文章采用全矢量有效折射法深入分析了光子晶体光纤结构参数及比例系数对波导色散、总色散的作用,总结了光子晶体光纤色散特性的调整方法,探索出特定色散特性光子晶体光纤的设计方法,并且设计了在800nm处具有近零平坦色散的光子晶体光纤,该光纤对于研究飞秒激光的传输特性和应用具有一定的价值。

光子晶体光纤长周期光栅的谐振波长特性研究

利用有限差分法和耦合模理论分析了光子晶体光纤结构参数等因素对光栅周期调节长周期光栅谐振波长作用的影响,结果表明:对于同种光纤,可通过增大或减小光栅周期来减小或增大谐振波长;若占空比f增大或减小,可通过减小或增大光栅周期来保持谐振波长不变;若比例系数M增大或减小,可以成正比增大或减小光栅周期来保持谐振波长不变;在只是空气孔层数增加的系列光纤中,在长波处,为取得同一谐振波长,光栅周期需要增大数个μm,但在短波处则正好相反;内层气孔对光栅周期调节谐振波长的作用影响较大,而第5层以外各层的影响十分微弱。综合利用这些规律,可以快捷地选择合适的光栅周期,高效率地制备有合适谐振波长的光子晶体光纤长周期光栅。

光栅明纹偏向角的实验研究

本文讨论了斜入射时光栅明纹偏向角存在最小值的实验现象及相关原理,提出了利用最小偏向角测量光波波长和光栅常数的方法.

CAI在物理实验教学中的运用

本文总结和设计了CAI在物理实验教学中的综合运用方法 ;并在此基础上 ,通过分析民族院校的特殊性 ,提出民族院校物理实验CAI教学模式。

腐蚀包层法调谐长周期光纤光栅及增强折射率敏感特性的研究

从理论与实验上研究了腐蚀包层法增强长周期光纤光栅环境折射率敏感特性和调谐透射谱的机制,结果表明,随着光栅区包层半径的减小,各阶包层模谐振波长向长波方向移动,环境折射率敏感特性随之显著增强。在用HF酸溶液腐蚀光栅区包层的实验测试中,先后观察到4个损耗峰,其中第2个损耗峰在包层半径减小约4.11μm、谐振波长向长波方向移动了约117.19 nm时,环境折射率传感特性增强了约3倍,这为制备高精度液体浓度/折射率传感器提供了重要依据。

长周期光纤光栅的耦合模理论

为了分析长周期光纤光栅的耦合机制和光栅特性,基于耦合模理论,对长周期光纤光栅中纤芯导模与包层模间的模式耦合进行了研究,推导出长周期光纤光栅的传输率、耦合系数等多个公式;基于Matlab软件编程,研究得到比较可行的长周期光纤光栅传输谱仿真模拟方法,模拟结果与实验观测相符。

大学物理实验课的教学改革

从实验室建设、创新教学模式、建立物理实验课程新体系、营造多元化教学环境等方面简要地介绍了大学物理实验课程教学改革的方法与实践.

激光光束质量的评价方法

激光光束质量是一个很有现实意义的论题,对不同应用的激光光束其质量的评价标准一般不同。给出了几种有代表性的激光光束质量的评价方法,并分别对各种评价标准的合理性与适用性进行了详细的分析;研究了实际应用中对激光光束质量的一些要求和相关的评价参数。

正交光楔列阵光学系统的小尺度不均匀性

推导出了正交光楔列阵(CSWA)聚焦系统的多光束干涉条纹主极大和两相邻主极大间的次极大间距公式,并根据广义惠更斯-菲涅耳衍射积分理论,通过数值计算证明了CSWA的小尺度不均匀性的变化规律与物理光学的公式符合。另外,提出改善小尺度不均匀性的两种方法:楔角偏差和离焦打靶技术。计算分析和实验研究表明,优化楔角偏差和离焦量的量值,即δpj=2.0%,ΔZ=2 mm时,干涉主极大间隔与没加这两种技术时相比减小了6倍,小尺度的不均匀性得到了明显的改善。

物理实验中有效数字的确定原则及作用探讨

从培养科学实验素质的角度出发,明确了有效数字与测量误差之间的内在联系,指出确定有效数字是物理实验课教学的重中之重。给出了新的有效数字实质性定义,并对有效数字读数规则、运算规则进行了实质性解释,归纳了结果有效数字修约的一般原则,阐明了物理实验中有效数字的教学目标。

透镜列阵光学系统的小尺度不均匀性

透镜列阵(LA)光学系统各子光束在焦面上叠加产生干涉现象,引起光强的小尺度不均匀性。根据广义惠更斯-菲涅耳衍射积分理论和物理光学,推导出了透镜列阵光学系统的光强分布和多光束干涉条纹公式。给出的LA小尺度不均匀性变化规律详细的数值计算结果,与物理光学的公式符合很好。研究发现,适当离焦时光强的高频调制会随之变化,当离焦量Δz=2 mm时,干涉主极大间隔明显减少,小尺度的不均匀性得到了明显的改善。

金属丝弹性模量电测法的初探

通过电阻的测量来替换传统的长度测量 ,实现对杨氏模量这一力学量的电学观测。