基于偏振控制的Sagnac环负系数微波光子滤波器

为了克服正抽头系数低通滤波的限制,满足光载无线通信(ROF)、无线通信等系统对带通滤波器的需要,提出了一种新的负系数带通微波光子滤波器结构。系统采用了一种偏振敏感的电吸收调制器,其横向电场(TE)和横向磁场(TM)方向上具有不同的调制系数,在小信号调制下仍为线性调制。通过旋转偏振控制单元的波片,改变其快轴与TE方向的夹角,可以得到任意偏振态的转换。当偏振控制单元由两个旋光方向相反的法拉第旋光片和一个1/2波片组合时实现了负系数滤波,和一个1/4波片组合时得到了正系数滤波。

基于激光拍频的高温传感技术研究

为实现强电磁及其他特殊高温环境的直接温度测量,提出并演示了一种新颖、简单、低成本的光纤高温温度检测系统,该系统利用法布里—珀罗激光二极管(FP-LD)的强反馈来实时检测反射光纤的温度。传感系统由通信用激光光源——FP-LD、光纤环镜Sagnac和光电探测器(PD)组成。利用该系统实现了温度变化范围为105~1025℃的高温温度传感。实验结果表明,在光纤软化温度内其强反馈拍频信号(BFS)的频率偏移与温度变化呈线性关系,可广泛应用于冶金、航空航天等领域的高温检测。

Sagnac干涉仪与光纤环形激光器

依据相干光学理论 ,以现代激光干涉测试技术中的光纤Sagnac干涉仪为例 ,分析和讨论了光纤环形激光器的基本工作原理 ,并结合其物理原理简要地介绍了光纤环形激光器和光纤陀螺 (FOG)的应用和发展前景 .

Sagnac效应在连续波腔衰荡微量气体浓度测量系统中的应用

基于环形光路的Sagnac效应及腔衰荡测量技术原理,本文提出了一种新型的连续波腔衰荡微量气体浓度测量系统。系统中利用环形光路的Sagnac效应,将光纤环作为一个等效反射镜,与高反射率镜形成衰荡腔,实现衰荡腔的反射率可调,从而降低系统对入射光强度的要求,对信号处理提供了条件。在此基础上,文中对环形光路Sagnac效应和腔衰荡测量技术原理进行理论分析及推导,得到反射率与光纤环转速的关系、连续波腔衰荡微量气体浓度测量公式以及光纤环转速对微量气体浓度测量系统的影响,并通过仿真实验验证所设计系统的各项性能指标。

基于Sagnac环的FBG时分复用强度解调技术

提出了一种基于Sagnac光纤环的布拉格光栅时分复用强度解调方法,多个中心波长相同的光纤布拉格光栅组成时分复用传感网络,通过光纤布拉格光栅网络输出光谱的强度变化对光信号进行解调;在系统信号解调模块,采用小波分析与高斯拟合的算法对信号进行滤波处理及拟合优化处理。实验结果证明,系统信号信噪比由8.06 dB提高到11.7 dB,提高了约36%,有效提升了系统的抗干扰能力以及检测外界参量传感的准确度。该方法在极大降低解调系统成本的同时,有效提高了布拉格光栅传感器复用数量,可用于各种传感系统或者参量检测系统中。

基于环形谐振腔和Sagnac环的光学交错滤波器设计

文章提出一种基于环形谐振腔和Sagnac环的光学交错滤波器,该滤波器是在常规Sagnac环的腔内耦合一个具有单偏振特性的环形谐振腔而构成的。利用环形谐振腔的非线性相位特性来改变偏振光的相位延迟特性,从而实现了具有近似矩形结构的偏振无关的光学交错滤波光谱。

光纤陀螺嵌套式多层多匝光纤环设计

扁平式光纤陀螺的合理光纤环设计对提高小型化程度和精度具有重要现实意义。提出了嵌套式多层多匝光纤环设计思路。首先,介绍了光纤陀螺仪小型化设计途径、嵌套式多层多匝光纤环的设计结构与原理。其次,对光纤环进行了建模计算和模拟仿真。结果表明:嵌套式多层多匝光纤环可以在扁平式光纤陀螺同样空间和布局内增加更多的光纤长度,从而比一般光纤环有更高的检测精度,仿真出的精度提高的范围在38%~61%之间。仿真表明,零偏漂移也有一定提高。在相同精度要求情况下,嵌套式多层多匝光纤环可以将扁平式光纤陀螺尺寸设计的更小,高效利用空间。

集成光学角速度传感器系统方案的研究

本文研究了谐振型和干涉型两类集成光学角速度传器（Ｒ－ ＩＯＲＳ 和Ｉ－ ＩＯＲＳ） 的系统方案，设计了两种Ｒ－ ＩＯＲＳ 的光纤仿真实验装置：反射式和透射式，并介绍了对它们的实验研究结果。文中还提出了一种再入式Ｉ－ ＩＯＲＳ的系统方案，并进行了理论分析。

光纤激光陀螺的实验研究

分析了光纤激光陀螺系统的工作原理和基本构成,采用单向泵浦光纤复合谐振腔结构的光学系统设计方案,通过调整光学系统结构参数,实现了窄线宽单模激光输出.在此基础上实现双向功率匹配,并最终获得稳定的角速率旋转电压信号.结果表明,该实验装置具有可行性,通过转台实验测得光纤激光陀螺的灵敏度为0.02°/s.

扭转光纤环Verdet系数的干涉法测量

提出采用干涉的方法测量几种不同扭转圈数的扭转光纤环的Verdet系数.其结果与已知的直退火光纤在1.322μm波长和直扭转光纤在0.633μm波长下采用测量偏转角Δθ方法测得的结果基本一致.实验数据采用目前研制光纤电流传感器最常用的Sagnac干涉方法,并在最常用的1.31μm波长光源下得到,因此对进一步研究扭转光纤环电流传感器具有实用价值.

基于光纤环形激光器的传感技术研究与应用

基于光纤环形激光器的新一代光纤传感系统通过解调激光波长偏移来检测外界参量变化,得利于激光光谱窄线宽及高信噪比的特性,可实现高分辨率、高灵敏度、大动态范围的传感监测。文章介绍了包括基于光纤光栅、迈克尔逊干涉仪、法布里-珀罗腔、萨格奈克环以及马赫-曾德尔干涉仪等多种结构的光纤传感器工作原理,以及进一步构成光纤环形激光传感器的特性和多种应用案例,并对未来该领域的关键技术发展进行了分析。

基于萨格纳克环与光栅的双波长光纤激光器

报道一种基于保偏光纤的萨格纳克环与级联的光纤布拉格光栅的双波长掺铒光纤激光器,该激光器采用简单的线性腔结构,所用的萨格纳克环担当了梳状滤波器,光栅组构成了波长选择器件;在偏振烧孔的作用下,通过调整偏振控制器,激光器能够输出5种不同的激发模式,其中,双波长2种,单波长3种;所有的激发线具有小于0.3nm线宽,大于24d B的光学信噪比;同时,该激光器展示了较好的波长与峰值功率稳定性。

复合滤波结构的窄线宽高频微波信号产生装置

为了在较低泵浦功率下实现单纵模双波长激光信号的输出,进而获得窄线宽的高频微波信号,设计并实验了一种基于复合滤波结构的窄线宽高频微波信号产生装置。通过8字腔结构布里渊增益腔和反射式光纤光栅构成的波长选择滤波器实现了4倍布里渊频移间隔的双波长斯托克斯光信号输出,采用200 m长单模光纤作为增益介质,同时与50 m长单模光纤构成级联光纤环结构,采用三端口耦合器与2 m长未泵浦的保偏掺铒光纤构成萨格纳克环结构,利用级联光纤环结构和萨格纳克环结构的复合滤波作用实现了斯托克斯光信号模式的选择,使输出的斯托克斯光信号由多纵模运行状态变为单纵模运行状态。实验证明:通过对输出的单纵模双波长斯托克斯光信号进行拍频检测可得42.85 GHz的高频微波信号产生,线宽为38 kHz;通过改变可调谐泵浦激光器的输出波长,可实现42.25~43.51 GHz范围内的频率调谐;通过稳定性测试,产生的42.85 GHz高频微波信号的频率变化在0.83 MHz内,峰值功率变化在±0.8 dB内,稳定性良好,满足实际应用需求。

高双折射光纤Sagnac环反射特性的JONES矩阵分析

利用JONES矩阵对基于高双折射光纤Sagnac环的反射光谱特性进行了理论分析,得出了偏振控制器、耦合比、高双折射光纤长度和折射率差及入射光偏振方向对其反射谱线的影响,计算结果与已报道的实验数据相符合。结论对设计制作不同性能的Sagnac型环形镜及相关器件等具有一定参考价值。

基于高双折射Sagnac环的可调环形腔掺铒光纤激光器理论与实验研究

报道了一种利用偏振控制器(PC)和保偏光纤(PMF)组成的高双折射Sagnac干涉环实现选频和调谐的环形腔掺铒光纤激光器.理论模拟了PMF和PC对波长的控制作用.实验中调节PC得到了单波长、双波长和多波长激光;并验证了滤波间隔随PMF长度的变化规律.实验中得到了斜率效率20%,3dB线宽0.016nm,30dB线宽0.097nm,边模抑制比(SMSR)40dB左右的稳定激光输出.

一种基于LPFG高灵敏度浓度传感器

利用Sagnac光纤环全反射的特性和单根长周期光纤光栅(LPFG)构成Michelson干涉仪,入射光经LPFG后,部分被耦合到包层中传输,经过包层和纤芯传输的光信号经Sagnac光纤环全反射后重新耦合回LPFG,在光栅区域干涉。利用传输矩阵理论分析了干涉结构的光谱特性。用此干涉结构检测了蔗糖溶液浓度,传感灵敏度可达0.065 nmLg-1。

海水两点温度同时测量的理论模型及数值模拟

海水温度是海洋动力学以及海洋与大气相互作用中起关键作用的基本参数,是研究海洋现象时最重要的依据。为了实现两点海水温度的同时测量,构建了由两段椭圆高双折射光纤萨尼亚克(Sagnac)环形腔的理论模型,利用琼斯矩阵方程对该结构进行理论上的推导,获得了该模型的透射光谱,并得到了透射光谱与该结构各个部分参数的关系。通过Matlab编程进行模型的数值模拟,研究该结构两段椭圆高双折射光纤长度的比例变化、偏转角的变化以及温度的变化对光谱的影响。计算结果表明,两段椭圆高双折射光纤的最佳长度比为1∶2,两个偏振控制器的偏转角应该分别为π/6和π/3,温度增加时光谱向短波方向移动。得到利用光谱峰波长移动计算两段椭圆高双折射光纤温度变化的公式。另外,两段椭圆高双折射光纤之间普通单模光纤的长度以及光源的偏振特性对透射光谱的形状以及温度灵敏度没有影响。该模型可以为椭圆高双折射光纤Sagnac环形腔海水温度传感器的实际应用提供理论支持与指导。

全光纤量子通信系统中的高速偏振控制方案

偏振控制在光通信中是至关重要的技术,关系着通信系统的稳定性和误码率.本文提出一种基于双向Sagnac环工作方式的全光纤高速偏振控制方案,通过调节环中一个光纤电光相位调制器的相位差而精确控制光场偏振方向,并且实现了单个端口输出各种偏振态,无需后续耦合操作.相位控制精度为10-3rad,最大消光比可达30dB,工作速率可达2GHz.由于本方案的精度、调制速度和稳定性都很高,并采用了器件简单、成本低廉的全光纤光路,易于集成,在量子保密通信等光通信领域中有很好的应用前景.

用于OCDMA的新型ASE光源的研究

提出了一种有限带宽内ASE光源的新型光路方案,新光路的带内输出光谱功率远大于普通全增益带宽下的ASE光源,而且泵浦效率大大提高。另外,本ASE光源结构简单,实现全光纤化,稳定可靠,非常适合作为OCDMA系统的光源使用。