基于三芯Bragg光纤光栅的弯曲曲率计算理论

基于Bragg光纤光栅的中心波长随应变发生偏移的特点,提出利用三芯光纤的Bragg光栅进行三维曲率计算的理论.分析了3个光纤光栅的中心波长随曲率半径、中性面到中心的距离、偏转角之间的变化关系,并且用MATLAB进行数值仿真,结果表明反射波长随曲率半径的增加而减小;位于中性面上方的光栅的中心波长的偏移会随中性面和中心的距离d的增加而增加,位于中性面下方的光栅的中心波长的偏移会减小.

三芯长周期光纤光栅温度传感性能研究

采用高频CO_2激光单侧曝光技术在三芯光纤中成功制备了长周期光纤光栅。研究表明,三芯光纤包层中嵌入的两个纤芯能够有效地增大光纤包层中的残余应力,在CO_2激光曝光时,残余应力释放增加,光栅质量更高。该三芯长周期光纤光栅的谐振峰3 dB带宽为2.4 nm,远小于在常规光纤上制备的光学光栅的3 dB带宽值,而窄带宽的谐振峰在传感测量过程中误差小、精确度高。在20～90℃温度范围内,传感实验结果表明,该光纤光栅的温度灵敏度为47.3 pm/℃,是一种性能良好的温度传感器。

两种排列结构的布拉格光栅三芯耦合器的带隙研究

该文研究了光在两种排列结构(等边三角形排列和等距平行排列)的光纤耦合器中传输的禁带及其产生慢光的频带分布。根据耦合方程得出了色散关系曲线,分析禁带结构。在禁带边缘确定不同的慢光状态的情况,分析波导间同相和反相时失谐频率对色散曲线及禁带的影响。研究表明改变相移量不仅影响禁带的宽度和位置,并且也会改变慢光状态的模式数。同时,等距平行排列的三芯耦合器的禁带关于失谐频率对称分布,相比等边三角形排列的情况滤波效果更好。

一种基于三芯光纤的模式复用器/解复用器的设计

提出了一种基于三芯光纤的模式复用器/解复用器,三个纤芯包括两个相同的单模纤芯和一个少模纤芯,在少模纤芯中写入长周期光纤光栅以实现单模纤芯中LP01模与少模纤芯中LP11模间的转换。同时从两个单模纤芯输入LP01模,能激发少模纤芯中两个简并的LP11,a模和LP11,b模。采用光束传播法分析了该模式复用器/解复用器的耦合特性及串扰。数值模拟结果显示,若以少模纤芯中LP11模输出能量大于-1dB的波长范围作为该模式复用器/解复用器的工作带宽,则能够达到23nm,并且少模纤芯中生成的其他模式的输出能量皆比LP11模的输出能量小-21dB以上。该模式复用器/解复用器能够实现对少模光纤的模式复用与解复用,并具有极低的串扰。

三芯LPFG模式耦合及有效折射率计算方法

以耦合模理论为基础,研究了两种不同结构的三芯长周期光纤光栅的模式耦合方式,推导了模式耦合方程.分析了两种不同结构三芯光纤光栅包层模有效折射率的计算方法,并对包层模有效折射率进行了数值模拟计算.模拟计算结果表明,不同纤芯排列方式会影响一阶奇次和偶次包层模有效折射率随波长增加而减小的程度.研究结果为三芯长周期光纤光栅的进一步应用开发提供了潜在的理论指导.

基于四芯光纤光栅的微型三轴振动传感器研究

针对微振动检测的需求,提出了一种基于四芯光纤光栅的三轴振动传感器设计方法,利用单根四芯光纤实现了两个方向上的振动监测,通过交错组合两根四芯光纤,实现了三个不同轴向上的微振动监测。根据传感器的理想理论模型,通过结合四芯光纤的弯曲传感原理,得到传感器灵敏度的计算方法;通过有限元仿真,优化了传感器的结构参数;通过显微成像封装平台,完成了尺寸为15 mm×15 mm×15 mm的传感器的装配与封装;最后进行了实验测试与传感器性能分析。实验结果表明:传感器的特征频率为450 Hz,工作频段为10~300 Hz,传感器在x、y、z方向上的灵敏度分别为30.5、32.07、29.38 pm/g(g为重力加速度)。该传感器满足微振动测量轻量化的应用需求,在微振动测量等领域中有着重要的应用价值。

海底光缆余长测试新方法可行性分析

光纤余长是海底光缆的重要性能指标,目前针对光纤余长的分析主要采用解析法,尚没有进一步精确分析光纤余长分布的实验方法。文章提出两种精确分析管内光纤余长分布的实验方法:高能射线法和光纤光栅法,并从理论上分析了这两种方法的可行性。