多相移间插取样光纤光栅滤波器的设计与优化

【目的】取样光纤布拉格光栅(SFBG)以其梳状滤波特性引起人们的普遍关注,成为光纤光栅技术研究的新热点。显然,设计具有高通道数、平顶和窄带宽的光学滤波器具有重要的工程意义。文章提出了一种插入多相移(MPS)的间插取样光纤布拉格光栅(ISFBG)滤波器。【方法】ISFBG具有大量反射通道,通过插入MPS,可引入多个平顶窄传输通道。通过优化插入ISFBG的两个π相移的位置,首先设计了具有41个传输通道的光学滤波器,该滤波器覆盖C波段,通道间隔为100 GHz,每个传输通道都具有平顶响应,3 dB带宽较窄(<1 GHz),形状因子较小(<3.2)。接着,保持其他结构不变,通过优化插入3个π相移的位置,可在此基础上进一步减小形状因子,从而改善传输通道的矩形形状。通过引入MPS技术,设计了插入3个π相移的ISFBG,可实现通道数目加倍,通道间隔减半。【结果】演示了一种通道数目为81的平顶窄带宽的光学滤波器,该滤波器覆盖C波段,通道间隔为50 GHz,多通道的3 dB带宽为900.5 MHz,形状因子接近2.17。同时讨论了MPS的大小、位置和光纤的等效长度的精度对于实际制造的影响。【结论】所设计的滤波器具有较高通道数,每个通道都具有平顶响应且带宽较窄,符合设计目的。这种滤波器在多波长激光器和多波段微波信号处理系统中具有潜在的应用前景。

基于π移相光纤布拉格光栅的高精度温度测量

光热效应会引起π移相光纤布拉格光栅的频率起伏,故将入射激光衰减至单光子量级,以消除光热效应的影响。通过对入射单光子信号进行强度调制,使用锁相放大器直接解调光电转换的晶体管-晶体管逻辑电平(TTL)信号,利用π移相光纤布拉格光栅对环境温度进行测量,温度测量精度达到0.14℃。

基于光纤光栅探测器的室内温度检测系统设计

为了精确、稳定地获得粮仓内大范围的温度分布,设计了光纤布拉格光栅测温系统。系统通过光纤网络对粮仓内进行大范围温度检测,利用光纤布拉格光栅所测温度与中心波长之间存在线性的关系,根据光谱线性频移函数获得仓内各位置的精确温度。其中每个光栅的工作波长相互分开,经3dB的耦合器反射后,再用波长探测解调系统对多个光栅的线性频移进行测量,即可检测出仓内各处的温度。实验采用FBG封装的光纤、LPT-101型光源、放大处理电路等设备获得采集得到的温度信息。通过Origin软件画出了被测温度与波长频移的关系图,同时与传统的测量方法 K型热电偶的测量数据进行比较。实验结果显示,光纤布拉格光栅测得温度与标准温度更接近,且抗干扰能力更强,满足粮仓内大范围温度监测的要求。

试论基于光纤光栅探测器的室内温度检测系统设计

为了精确、稳定地获得粮仓内大范围的温度分布，设计了光纤布拉格光栅测温系统。系统通过光纤网络对粮仓内进行大范围温度检测，利用光纤布拉格光栅所测温度与中心波长之间存在线性的关系．根据光谱线性频移函数获得仓内各位置的精确温度，其中每个光栅的工作波长相互分开，经3dB的耦合器反射后，再用波长探测解调系统对多个光栅的线性频移进行测量，即可检测出仓内各处的温度：实验采用FBG封装的光纤、LPT-101型光源、放大处理电路等设备获得采集得到的温度信息。通过Origin软件画出了被测温度与波长频移的关系图，同时与传统的测量方法K型热电偶的测量数据进行比较，实验结果显示，光纤布拉格光栅测得温度与标；住温度更接近，且抗干扰能力更强，满足粮仓内大范围温度监测的要求。

基于光谱线性频移的粮仓温度网络监测系统的研究

为了精确、稳定地获得粮仓内大范围的温度分布,设计了光纤布拉格光栅测温系统。利用光纤布拉格光栅所测温度与中心波长之间存在线性的关系,根据光谱线性频移函数获得仓内各位置的精确温度。其中每个光栅的工作波长相互分开,经3dB的耦合器反射后,再用波长探测解调系统对多个光栅的线性频移进行测量,即可检测出仓内各处的温度。实验采用FBG封装的光纤、LPT-101型光源、放大处理电路等设备获得采集得到的温度信息。通过Origin软件画出了被测温度与波长频移的关系图,同时与传统的测量方法K型热电偶的测量数据进行比较。实验结果显示,光纤布拉格光栅测得温度与标准温度更接近,且抗干扰能力更强,满足粮仓内大范围温度监测的要求。

紫外写入移相光纤光栅

从耦合模理论出发分析了光致折变移相光纤光栅的基本特性，报道了采用紫外辐照制备移相光纤光栅的实验结果。

基于频移干涉数字混频法的 FBG解调方法

针对复合频移干涉系统可以通过相位来求解波长的特点,提出了基于频移干涉的数字混频FBG解调方法,并通过理论和实验进行了验证.该算法在解调过程中结合了频移干涉技术光栅准确定位的优势,提高了信号混频阶段本振信号与原始干涉信号频率的一致性,实现了干涉信号相位高精度解调.搭建了基于复合频移干涉结构的FBG传感系统,在仿真和实验测试中通过数字混频法准确解调出了干涉信号初始相位中包含的波长信息,对1.5 nm波长改变量的信号解调误差小于0.26%.同时进行了准动态信号的温度传感实验,具有较好的波长解调效果,在传感监测中具有一定的应用前景.

基于干涉法的光纤光栅波长移位解调方案

光纤光栅波长位移的解调是实现传感系统的关键技术。分类阐述了基于干涉法的光纤光栅波长移位的解调方案,分析了各个方案的解调机理和特点。

基于光栅局域温度控制的高精度多相移的产生和滤波器的制备

提出了一种利用局域温度控制的高精度相移控制技术制备多相移光纤光栅滤波器的方法。首先,分析了多相移光纤光栅中相移量和相移位置的误差对多相移光纤光栅滤波器的插入损耗、带宽和形状因子的影响,得到了高性能多相移光纤光栅制备所需的相移量精度(0.0029π)和相移位置精度(368μm)。然后,实验证实了利用局域温度控制引入高精度相移(相移量精度为0.0007π,相移位置精度为30μm)的可行性。最后,利用所提方法制备了多相移光纤光栅,并对其光谱进行了测试和理论仿真。结果表明,基于所提方法制备的多相移光纤光栅滤波器的频率响应接近理论仿真下的理想滤波器特性,插入损耗约为0.5 dB,3 dB带宽约为366 MHz, 20 dB带宽约为972 MHz,形状因子约为0.38。所提制备多相移光纤光栅滤波器的方法精确、简单、经济,没有对光纤光栅的结构造成永久性的改变,具有相移量可擦除的优势,可进一步应用于制备新型可调谐光纤滤波器。

基于双AWG的新型FBG连续解调方法研究

为了实现基于阵列波导光栅(arrayed waveguide grating, AWG)的光纤布拉格光栅(fiber Bragg gratin, FBG)的连续解调,提出了一种使用两个AWG联合解调的方法。在一个AWG相邻两通道光谱中间插入另一个AWG对应通道的光谱,组成最小的光谱周期;每次测量均从三通道中选择光强度最强的两个通道,利用相对光强解调算法,根据其波长—功率关系对FBG中心波长进行精确测量。使用两个100 GHz的AWG搭建了实验平台,并对温度传感器的解调进行研究。实验表明,在0.8 nm的系统最小动态范围周期内,实现了对FBG的连续精确解调,系统的解调线性度达0.999 1,波长精度达±4 pm。对数据和实验结果进行数学分析,可以将C波段范围分成多个波长周期,系统可以实现在C波段40 nm全周期范围内对单个FBG的连续解调。该方法不但可以实现在C波段范围内基于AWG对FBG的连续解调,使得运用FBG可以连续感测外界物理量变化,提高了系统的实用性。而且,该方法能够准确解调出波长信息,为实现对FBG的连续精确解调提供了借鉴信息,有利于进一步扩大FBG的应用领域。

Formation Technologies of Fiber Bragg Gratings

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＷｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｔｈｅｄｅｍａｎｄｆｏｒｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｓｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ，ｗｈｉｃ...

面向光载无线系统的混合频相调制信号产生

为提高光载无线系统传输容量,提出一种混合频相调制信号光学产生技术。利用保偏光纤布拉格光栅对不同输入偏振态响应不同的特性,将加载到信号偏振态的基带信息转换到输出波长上,并通过在接收端的外插拍频实现频率调制。同时通过光学相位调制将信息映射到拍频产生的微波信号上,最终产生混合频相调制信号。搭建基带传输式光载无线系统,验证了该信号产生方法的有效性。产生了码率为1Gbit/s、频率为12.5GHz/9.5GHz的混合频相调制信号,该信号经过5km光纤传输后由接收端解调。信号的时域波形及解调后信号眼图与星座图等结果证明了所产生的混合频相调制信号的可靠性。

电子元件、组件

TM42007040995磁流变阻尼器的电流驱动器的设计与测试/余淼,陈爱军,廖昌荣,张红辉,陈伟民(重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室)//仪器仪表学报.―2006,27(8).―928～931.动态响应时间是磁流变阻尼器的一个重要指标,它与驱动电路的形式密切相关。相对于电压源驱动,电流源驱动能显著缩短磁流变阻尼器线圈中励磁电流的瞬态响应过程。该文采用PWM开关方式设计了一种用于汽车磁流变阻尼器的电流驱动器,并连接实际磁流变阻上升响应时间约为3.10ms,阶跃下降响应时间约为13.20ms。