高斯光束到光纤的单透镜耦合

分析了基模高斯激光束到单模和多模光纤的单透镜耦合过程中的各种损耗,把多模光纤的光场用高斯分布近似,采用模场耦合理论计算了基模高斯光束到单模和多模光纤的单透镜耦合效率。模拟计算了当激光-光纤耦合系统的工程参数(光束束宽、光纤数值孔径和光纤的纤芯芯径)一定时,单透镜耦合效率与所选用透镜的焦距之间的关系。并利用532nm激光(M2≤1.05)在几种不同焦距的透镜下对纤芯直径为3.5μm的单模光纤和25μm的多模光纤进行了耦合效率的测定实验,得到了与理论计算基本吻合的实验结果。

光纤型定量PCR仪荧光检测光学系统性能研究

实践表明,光纤型定量PCR仪可以比共聚焦型定量PCR仪具有更高的荧光信号检测精度。然而,光纤型定量PCR荧光检测系统容易受到光源、透镜入瞳直径、光纤数值孔径NA和光纤损耗等诸多因素影响导致光源到光纤耦合效率下降从而影响系统的检测精度。针对光纤型定量PCR仪荧光检测光学系统,对其耦合效率进行Zemax仿真研究,根据仿真结果可以实现光纤型荧光检测光学系统的优化设计。

衍射理论分析高斯光束和光纤耦合

本文利用基尔霍夫衍射理论分析了高斯光束光源和光纤耦合,给出了讨论光-光纤耦合的新方法。

影响调Q光纤激光器性能的重要因素分析

对影响调Q光纤激光器性能的几个重要因素:放大的自发辐射、Q开关的选择、泵浦功率和速率、光纤的选择、输出耦合腔镜反射率等进行了理论分析,给出了输出脉冲峰值功率和宽度对腔长、腔内往返损耗等参数的依赖关系,并提出了优化方法。

提高声光调Q光纤激光器输出功率的关键因素分析

声光调Q光纤激光器具有所需驱动调制电压很低,容易实现对连续激光调Q获得高重复频率脉冲输出的特点。介绍了声光调Q光纤激光器的原理,并对影响它性能的几个重要因素如自发辐射的放大、泵浦功率和速率、光纤的选择、声光Q开关的重复频率等主要因素做理论分析,提出了优化这些因素的方法。

薄膜铌酸锂反向锥形端面耦合器

薄膜铌酸锂波导与单模光纤在模场尺寸上存在很大差异,模场失配严重,导致两者直接耦合的效率低下。针对薄膜铌酸锂波导与超高数值孔径(ultra-high numerical aperture, UHNA)光纤的端面耦合问题,基于时域有限差分(finite difference time domain, FDTD)法优化设计了反向锥形端面耦合器的结构参数,仿真实现了薄膜铌酸锂矩形波导与UHNA光纤的高效耦合。利用电子束曝光、电感耦合等离子体刻蚀等工艺,制备了反向锥形耦合器,设计并建立了端面耦合测试平台,完成了反向锥形耦合器的性能测试。实验结果表明,反向锥形耦合器近场输出光斑在水平和垂直方向的模场直径分别为3.3和3.6μm,水平和垂直方向的3 dB对准容差分别为3.0和3.2μm,单端插入损耗为6.24 dB/面,表明设计制作的反向锥形耦合器具有较好的耦合性能。该研究为大容量、高速率的集成光子器件与光纤之间的耦合提供了高耦合效率的光接口方案。

光导纤维耦合双差动部分辐射式测温仪的设计和研究

文章介绍了一种光导纤维作光耦合与传输的新型便携式测温仪表,论述了用光纤数值孔径作为基本参数的设计思路以及采用单光束耦合双硅光电池直流接收的双差动低漂移结构。文章还介绍了这种便携式仪表探头无须水冷而接近钢水测温从而具有较高的抗干扰能力,适用于冶炼和铸造工业中钢水温度的测量。经工业现场一年多使用证明:这种测温仪表可以代替光学高温计对冶炼和铸流钢水进行测温,也可以节省贵金属铂铑的消耗,具有较高的经济效益。

紫外差分吸收光谱法CEMS气体室结构设计

从紫外差分吸收光谱法气体室的应用性,分析了该气体室的结构特征以及制作工艺性;采用尺寸链的计算方法确定了准直器组件的结构尺寸;依据实践,计算出筒体零件两端的同轴度上限;对透镜的维护做了专门设计,分析了气体室测量光程对分析仪器吸光度影响,总结了今后气体室研发的路径。

光导纤维与DHLED、PIN、APD的耦合

一、前言耦合连接问题是光导纤维通信实用化中必须解决的重要问题之一,所以国内外愈来愈多的人从事这项工作,开展了多种耦合方式的尝试,取得了可喜的进展。与此同时,由于器件和光纤等研制水平的不断提高,为光纤通信的实用化展现了美好的前景。参照国外的研究试验工作,结合我们所的具体情况,我们在这方面也做了一些研究试验工作,现将试验情况和获得的初步结果介绍如下:

一种基于双端固定梁的高灵敏度光纤加速度传感器

光纤加速度传感器凭借其优势,近年来受到越来越多的关注。在梁式传感器的基础上,提出了一种基于双端固定梁的光纤传感器,其利用细径高数值孔径单模细光纤盘贴在梁上,形成传感光纤。分析了单模光纤最小的弯曲半径,从而可以在不带来弯曲损耗的前提下,尽可能多地盘贴光纤于梁臂上,提高其灵敏度。同时因为其双端固定的结构,极大地降低了其横向灵敏度,有利于制作三维传感器。理论上分析了该结构的传感器的共振频率,同时对其灵敏度进行了分析。设计了传感器测试装置,实验验证了传感器的响应线性,并对传感器的共振频率进行了标定。提出的传感器固有频率在360 Hz,在100 Hz处灵敏度值高达3300 rad/g,可以有效地用于低频加速度的检测。

一种新型的推理监控系统

本文讨论了用大数值孔径光纤探测放电现象，并将由神经网络构成的监控系统应用于高压放电容器，以实现对其有效的监控。

An investigation of numerical aperture of air-core photonic bandgap fiber

Air-core photonic bandgap fiber(PBF)is the perfect choice of the next-generation fiber optical gyroscope(FOG),with excellent temperature,electromagnetism and radiation adaptability.Numerical aperture is an important optical parameter of PBF for application in FOG.The PBF’s maximum theoretical numerical aperture(NAmax)is calculated and compared with the far-field numerical aperture(NAeff)through experiments.The result indicates that the relationship between NAmax and NAeff has much stronger dependence on wavelength than that of the conventional fiber,and they get close at wavelengths near the middle of the photonic bandgap with the error less than 5%.Furthermore,photonic bandgap fiber optical gyroscope(PBFOG)with no fusion splicing points is proposed,and the optimization method and results of the PBF’s structure parameters for application in PBFOG are given from the aspect of numerical aperture.