椭圆芯保偏光纤模间干涉特性的研究

对椭圆芯保偏光纤模间干涉特性进行了仿真研究,通过数值计算分析了椭圆芯保偏光纤模间干涉拍长、模传播常数、模间传播常数差与光源波长的关系,并对椭圆芯保偏光纤椭圆度和纤芯折射率变化对模间干涉特性的影响进行了深入分析,给出了相应的仿真结果和曲线。本文的研究结果对于设计基于椭圆芯保偏光纤模间干涉原理的光纤传感器具有重要的指导作用。

残余线双折射对于全光电流互感器工作点稳定性的影响

保椭圆光纤中残余线双折射易受环境影响,导致光纤电流互感器(FOCT)性能易受环境影响。利用四元数方法,理论分析了因残余线双折射的存在,将导致全光纤电流互感器的工作点不稳定问题。结果表明,保椭圆光纤的圆双折射与残余线双折射之比RCL(圆/线比)的大小直接影响工作点的稳定性,总的趋势是随着RCL的增加,工作点越稳定。当RCL<2时,工作点极不稳定;当RCL>4后变得相对稳定。因此,参数RCL是一个衡量保椭圆光纤的重要指标,应在制作全光电流互感器前进行测定,确保FOCT的性能。

光纤1/4波片相位延迟温度特性测量方法及实验研究

光纤1／4波片是全光纤电流互感器（FOCT）的关键器件，为减小变温环境下光纤波片对互感器变比的影响，需要更精确地测试波片相位延迟随温度变化规律。基于光强测量法提出了一种适用于光纤1／4波片的相位延迟温度特性测量方法，借助琼斯矩阵，建立了测试系统的数学模型，并对波片的温度性能进行了实际测试。实验结果表明：椭芯光纤1／4波片的相位延迟与温度之间呈负系数的线性关系，且国内光纤1／4波片相位延迟温度系数远大于国外相关研究单位对应波片的温度系数。将该方法应用于FOCT变比温度误差自补偿技术，在-40℃～60℃范围内，互感器的变比误差在±0．2％以内。另外，光纤1／4波片相位延迟的温度系数越小，互感器变比温度误差的自补偿极限精度越高，初值可选范围越大。

超细40μm椭圆包层型PMF的研制

随着保偏光纤(PMF)陀螺仪的发展,小型化已成为其一个重要的发展趋势,从而要求PMF向更细的方向发展。首先简要地介绍了双折射的理论,然后从理论上对超细40μm椭圆包层型PMF的结构设计和工艺制备进行了分析。重点分析了制作工艺上的难点以及解决方法,并对PMF未来的应用前景进行了展望。

基于游标效应的高灵敏光纤温度和应变传感器

提出一种基于光纤Sagnac干涉仪(FSI)和偏振模干涉仪(PMI)级联结构的高灵敏光纤温度和应变传感器。FSI作为参考干涉仪,是将对温度、应变、弯曲及扭转不敏感的椭圆芯保偏光纤(ECPMF)引入到Sagnac环内制得的。PMI作为传感干涉仪,是对光纤起偏器与末端端面镀金的熊猫型保偏光纤(PMF)的快轴/慢轴以45°角进行熔接制得的。参考干涉仪的自由光谱区(FSR)易被调整为接近传感干涉仪的FSR,从而产生光学游标效应,实现灵敏度放大。实验结果表明:所设计的级联传感器的温度灵敏度达15.56 nm/℃,是单个PMI的11.12倍;应变灵敏度达154.04 pm/με,是单个PMI的11.81倍。所设计的传感器具有灵敏度高、制作简单、稳定性好等优点,在航空航天、工业生产等领域中具有广阔的应用前景。