基于Mach-Zehnder干涉装置的散射体偏振特性研究

根据偏振度测量原理推导了相干矩阵中各个参数的测量公式,主要是复参量的实部与虚部.基于Mach-Zehnder干涉装置搭建了散射体偏振度测试平台,并对同一粒径不同浓度散射体的偏振特性进行了测试.结果表明:浓度为0.00625%的聚苯乙烯(Polystyrene,PS)散射介质光散射较弱,偏振度值高达0.992,散射体具有良好的保偏特性;随着聚苯乙烯散射介质浓度增大到0.025%,光散射增强,偏振度值降至0.545,散射体的退偏效果显著.

基于Mach-Zehnder干涉仪的自相似激光器压缩系统设计

为了研究自相似脉冲在Mach-Zehnder干涉仪的压缩特性,采用非线性薛定谔方程对自相似脉冲的演化和压缩进行了模拟,分析了基于级联单模光纤的Mach-Zehnder干涉仪的光纤参数对脉冲压缩的影响。结果表明,在不考虑高阶色散的情况下,当上臂的两种单模光纤长度分别为8.16 m和2.16 m、下臂的单模光纤长度为8.16 m时,获得半峰全宽为27.85 fs、峰值功率为1860.59 W、基座能量比例为10.241%的最佳压缩脉冲;考虑高阶色散时,脉冲在单模光纤中传输呈现出峰值功率增大、基座增大的现象,且脉冲右移不利于输出基座较小的压缩脉冲;当3阶色散系数小于0.001 ps^(3)/km时,利用Mach-Zehnder干涉仪来压缩能获得质量较好的飞秒脉冲。该研究结果对于自相似脉冲的压缩研究具有一定的参考价值。

非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪偏振衰落及相位噪声分析

研究了非平衡光纤Mach Zehnder干涉仪因两束干涉光偏振态变化引起的偏振衰落和相位噪声问题。运用波导耦合理论和光纤偏振光传输理论,通过详细的推导,得到非平衡光纤Mach Zehnder干涉仪输出光强、可见度以及相位噪声的表达式,分析了干涉仪可见度、相位噪声与干涉仪输入光偏振态之间的关系,提出抑制偏振衰落和相移噪声的方法。

级联光子晶体Mach-Zehnder干涉仪的可调谐滤波特性

基于液晶的电控双折射特性和光子晶体自准直特性,在二维光子晶体引入复合缺陷提出一种可调谐Mach-Zehnder干涉(MZI)滤波器结构,应用液晶系统的自由能理论,推导了外加电压与液晶有效折射率的关系,并结合MZI相位调制原理和光子晶体等效折射率理论,得到液晶的电控双折射特性与MZI滤波器的输出光谱间的数学关系,运用时域有限差分法(FDTD)对滤波器的输出进行仿真模拟,并根据仿真结果对结构进行一级级联的优化设计。结果表明:通过控制外加电压的大小可以改变输出端的透射波长,达到可调谐滤波的效果,并且一级级联后的滤波效果比级联前有很大的改善,滤波的半波带宽从20 nm减小为7 nm,可调谐范围从15 nm增大为40 nm,因此可以通过进一步级联的方式使滤波器结构更加的优化,以便运用到光波分复用系统中。

全光纤Mach-Zehnder干涉仪及其在光纤自发布里渊散射测量中的应用

从理论上分析了全光纤 Mach- Zehnder干涉仪的分光原理 ,并将所研制的全光纤单通Mach- Zehnder干涉仪和双通 Mach- Zehnder干涉仪应用于自发布里渊散射光谱的测量 。

一个新型的基于全光纤Mach-Zehnder干涉仪BOTDR系统

报道了新型的分布式传感测量布里渊光时域反射 (BOTDR)系统 布里渊散射频移和强度均依赖于温度和应变 ,因此 ,BOTDR利用光纤中的自发布里渊散射作为测量信号可以实现分布式温度和应变测量 在BOTDR中 ,光源采用窄谱半导体激光器 ,并由声光调制器调制成脉冲光 ,经掺铒光纤放大器放大后 ,注入测试光纤以产生自发布里渊散射 利用双通Mach Zehnder干涉仪分离光纤背向散射中的自发布里渊散射与瑞利散射信号 ,实现了自发布里渊散射的直接检测 实验结果表明基于全光纤Mach

晶格旋转光子晶体Mach-Zehnder干涉结构传感特性

基于光子晶体的自准直效应,利用在同一背景折射率下不同介质柱的等效折射率的不同,提出了一种基于晶格旋转的二维光子晶体Mach-Zehnder干涉仪折射率传感器.分别应用线缺陷和空气平板波导构成其分束镜和全反镜,并在其中一个干涉臂上设置传感区域.通过改变填充到传感区域溶液的浓度,改变介质柱的折射率,进而影响透射谱的中心波长,从而建立起溶液浓度和透射波长之间的数学关系;并进行了酒精溶液浓度测量的数值模拟,结果表明,该传感器在1.33～1.37折射率变化范围内灵敏度为250 nm/RIU.

基于Mach-Zehnder干涉仪条纹成像技术的多普勒测风激光雷达鉴频系统研究及仿真

多普勒激光雷达在大气风场探测中已经得到广泛应用。相比于Fabry-Perot(F-P)干涉仪、Fizeau干涉仪,Mach-Zehnder(M-Z)干涉仪作为鉴频器具有透过率高、探测谱的范围宽、能进行视场展宽而获得大光通量、所成直条纹可以与CCD匹配等优点,同时也可以实现大的风速探测范围,弥补现有直接探测多普勒测风激光雷达探测范围较小,探测灵敏度的非线性问题。分析了基于M-Z干涉仪条纹成像技术的激光雷达大气风场探测原理,对干涉仪鉴频系统进行了参数优化设计及仿真分析,通过设定实验参数,获得仿真结果,进行数据反演,得到风速值与理论结果基本一致。

基于Mach-Zehnder干涉仪的光纤入侵行为识别系统

为实现高精度识别功能,基于Mach-Zehnder光纤传感器建立光纤入侵行为识别系统。引入多元回归统计原理,建立常用信号特征参量与设定因变量之间的多元回归方程。通过逐步引入校验方法,验证回归模型的显著性校验,实现特征的优化选取。利用选取的有效特征,构造基于感知准则的入侵行为识别系统.实验证明基于多元统计原理的入侵行为识别系统具有良好的识别准确率,且识别准确率达到83.33%。

纤芯失配的光纤Mach-Zehnder折射率传感器

基于Mach-Zehnder干涉仪原理,利用光纤错位熔接技术设计并制作了一种单模光纤-多模光纤-单模光纤-错位熔接点-单模光纤结构的液体折射率传感器.传感器中的多模光纤和错位连接部分充当光耦合器;多模光纤在后面的单模光纤的纤芯和包层中激发出纤芯模和包层模,不同的模式有不同的模式折射率,经中间单模光纤传输到错位熔接点处时,不同模式光之间将产生光程差,经错位熔接点耦合成为导出光纤的纤芯模从而产生干涉.对该传感器输出的干涉光谱中干涉谷功率随外界溶液折射率变化的规律进行了理论分析和实验研究.结果表明：溶液折射率变化为1.358 9～1.392 2时,干涉谱中1 530 nm附近的干涉谷光功率与溶液折射率呈单调递增关系,可用于折射率的测量;折射率变化为1.372 0～1.392 2时,传感器响应曲线具有很好的线性度,线性拟合系数为0.998,对应的灵敏度为252.06 dB/RIU.该传感器制作简单、结构紧凑、成本低、灵敏度高,可用于生物医学领域液体折射率的实时测量.

对光纤Mach-Zehnder干涉仪的干涉场研究

研究了光纤Mach_Zehnder干涉仪的干涉场的特性 ,并对影响干涉效果的因素进行了分析 。

使用双电极Mach-Zehnder调制器产生毫米波的新型mm-ROF系统

针对光学倍乘法生成的毫米波幅度难以调整到最佳的问题,提出使用双电极Mach-Zehnder调制器生成毫米波的方案。光波进入双电极调制器分为两路分别由两反相的微波信号调相,叠加后产生FM-IM转换效应,经光电转换后产生的高次谐波含有毫米波成分,只需调整调相指数就可使所需的毫米波幅度最大。另外还提出用子载波调制并充分利用MZ强度调制器的非线性特性实现为上行链路提供远程本振的方法。仿真系统实现了数据在上下行链路的传输,证明基于该毫米波生成技术和远程本振产生方法的毫米波ROF系统的可行性。

埋入光纤Mach-Zehnder干涉仪检测复合材料梁的分层

将光纤Mach-Zehnder干涉仪的传感臂埋入到复合材料梁的中性层来检测梁的分层。不论梁是连续支撑还是简单支撑,均取得了很好的实验结果。通过用榔头连续下压梁,由光纤干涉仪可以得到一条输出曲线,从这条曲线就可以准确判断梁内部是否存在分层,以及分层的位置。

新颖的微弯结构Mach-Zehnder干涉仪型传感器及其优化设计

介绍了一种改进的Mach Zehnder干涉仪型传感器 ,采用微弯结构波导代替了传统的MZ干涉结构的两臂 利用三维波束传播法 (3D BPM)对传感器的敏感区域 ,微弯结构的形状进行了研究 ,同时研究了微弯结构的振幅和周期对灵敏度的影响 ,并采用梯度算法对这两个最重要的参数进行综合优化 模拟结果表明 。

基于3×3耦合器的非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪传输特性研究

研究了一般条件下基于3×3耦合器的非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪的传输特性。运用波导耦合理论和光纤偏振光传输理论,通过推导,得到干涉仪输出光强、可见度以及相位噪声的表达式,分析了干涉仪三路输出光强之间的相互关系,以及可见度、相位噪声与干涉仪输入光偏振态之间的关系。

双Mach-Zehnder光纤干涉传感系统中的偏振衰落控制

针对偏振衰落现象导致信号关联的二义性使分布式双Mach-Zehnder光纤干涉传感系统难以实现高精度定位的问题,提出了一种控制偏振衰落的方法来保持系统检测信号的稳定性。利用系统的偏振模型分析了偏振衰落的来源,指出传感光纤偏振特性的不一致使系统检测信号对输入偏振态敏感是造成信号相关性恶化的根本原因,据此提出控制输入偏振态、搜索偏振态工作点的抗偏振衰落思想。在此基础上通过分析输入偏振态的两个参量对信号相关系数的作用进一步明确了偏振控制对算法的要求,并利用模拟退火算法进行了验证。现场实验表明,该算法可快速搜索偏振态工作点,持续稳定系统检测信号的相关性;结果证实了提出的偏振衰落控制方法可行且有效。

Mach-Zehnder波导中TM波的FD-BPM分析

M-Z结构波导是许多集成光学器件中的重要组成单元。本文结合辐射透明边界条件(TBC),由Maxwell方程导出了TM模有限差分光束传播法(FD-BPM)基本方程,用FD-BPM法系统地模拟了M-Z波导结构中TM模的传播情况,并着重对其结构进行了优化设计,取得了二维情况下的最佳尺寸。研究结果表明,该法在模拟分析集成光学中具有的有效性、方便性和优越性,为实际的设计制作提供了很好的模拟依据。

大孔径静态干涉成像光谱仪中双通道Mach-Zehnder横向剪切干涉仪的设计

大孔径静态干涉成像光谱技术是一种时空联合调制的傅里叶变换成像光谱技术,其核心元件通常采用Sagnac横向剪切干涉仪。这种结构会使进入干涉仪的光线有一半沿原路返回,降低了能量利用率。文章提出一种改进型Mach-Zehnder横向剪切干涉仪结构,克服了能量利用率低的缺点,在实现横向剪切的同时,还具有双通道输出的优点。本文通过光线追迹的方法,得到剪切量的一般表达式,并分析了各种误差源对剪切量误差的贡献。为大孔径静态干涉成像光谱仪的设计提供了新思路,可为该类型的成像光谱仪的设计与优化提供理论指导。

Mach-Zehnder干涉型长周界预警系统入侵目标定位

分布式光纤传感器尤其是干涉型光纤传感器以其特有的优点近年来成为研究的热点。针对长周界大范围设施的实时监测问题,阐述了双Mach-Zehnder环监测系统的原理。根据入侵干扰信号的特点,改进了原有的定位方法,提出了一种二次相关的方法以解决在入侵点定位过程中运算量与实时性的问题,并用实验数据加以说明此方法确实有效。

双Mach-Zehnder光纤干涉仪中的模拟退火偏振控制算法

基于双Mach-Zehnder光纤干涉仪的分布式光纤油气管道安全检测及预警系统运行时,由于光纤等效双折射和输入偏振态扰动的影响,常出现相位偏移而导致用于报警定位的两路检测信号相关性下降而产生定位误差。本文提出基于双臂检测信号相关系数的模拟退火算法对输入偏振态进行实时控制,在系统信号相关性恶化时,通过反馈控制改变输入偏振态以恢复信号的良好相关性。现场实验表明,基于双臂检测信号相关系数的模拟退火偏振控制算法,可快速寻找到偏振态最优点,使检测信号维持良好的相关性;相较采用偏振控制之前,系统的工作稳定性得到了明显提高。