光纤环镜在光栅传感解调系统中的应用

为实现高稳定性、高精度的波长干涉解调,研究了保偏光纤环镜在波长解调结构中的应用,设计并搭建了一种基于光纤环镜的新型光纤布拉格光栅传感器解调系统。依据传统的矩阵光学原理建立理论模型,分析采用保偏光纤环镜实现干涉解调的基本原理,研究了其结构参数对解调精度的影响并进行数值仿真验证。在理论指导的基础上,搭建光路模块,并基于LabVIEW软件设计了用于消除系统结构参数误差的测定软件与解调系统监控软件,研制电路模块,构成了完整的传感解调系统。经传感检测验证,该系统在20~90℃对温度的分辨率为0.03℃,准确度可达±0.1℃,实验结果与理论分析相吻合,展示了该系统具有良好的稳定性,较高的检测灵敏度和较强的适用性。

交叉相位调制对非线性光纤环镜中光脉冲传输的影响

基于耦合非线性薛定谔方程,采用分步傅里叶方法分析了在单波长信道和WDM(波分复用)4波长信道中XPM(交叉相位调制)对高速NOLM(非线性光纤环镜)光开关中脉冲传输的影响·数值计算表明:XPM造成NOLM中信号脉冲串扰与畸变,并造成NOLM开关性能的下降·WDM系统NOLM光纤环中的同向传播的各波长之间的XPM串扰比相向脉冲之间的XPM效应的影响更大,并且波长越短输出功率越低,中间信道受XPM的影响所导致的脉座现象和走离效应比两侧波长信道严重·

高双折射光纤环镜轴向应变灵敏度研究

理论推导了高双折射光纤环镜轴向应变灵敏度公式,讨论了在高双折射光纤材料和入射光源不变的前提下,高双折射光纤长度以及作为敏感元件的传感长度与传感器轴向应变灵敏度的关系,讨论了入射光源相同时高双折射光纤材料与传感器轴向应变灵敏度的关系。结果表明:在高双折射光纤材料和入射光源不变的前提下,高双折射光纤环镜波长变化与轴向应变成线性关系,线性灵敏度为高双折射光纤材料和入射光源中心波长决定的常数,与接入的高双折射光纤长度、作为敏感元件的传感长度无关。

基于非线性光纤环镜的全光波长变换器性能分析

非线性光纤环镜是一种很有前途的全光波长变换装置。介绍了利用光束传输法（ＢＰＭ） 对耦合非线性薛定谔方程组进行数值解析，详细讨论了对变换信号质量起作用的因素，包括泵浦光脉冲与信号光脉冲之间的走离和初始时延、光纤长度、向长波长变换和向短波长变换等。结果表明，适当的初始时延可以补偿走离的影响，适当增加光纤长度可以改善脉冲波形。

基于监测波峰绝对积分的双折射光子晶体光纤环镜轴向应变传感器研究

理论推导了双折射光纤环镜波长变化与轴向应变的公式,研究表明:双折射光子晶体光纤环镜轴向应变灵敏度比传统双折射光纤环镜大为减小。通过监测双折射光子晶体光纤环镜波长的变化,来实现轴向应变的测量就变得较为困难;且输出干涉光谱局部呈凹凸不平,波长监测容易导致数据测量误差。实验监测双折射光子晶体光纤环镜应变光谱,对应变光谱分析发现:随着应变增加,监测波峰下的绝对积分呈现减小的趋势。进一步精确计算分析发现:监测波峰下的绝对积分与应变成线性关系。基于此,提出了通过监测波峰下的绝对积分的变化,来实现轴向应变的测量。波峰下的绝对积分是表征各波长光强的综合性能指标,通过监测波峰下的绝对积分的变化,来实现轴向应变的测量,不仅可以克服双折射光子晶体光纤环镜监测波长变化的困难,而且还可以克服波长监测局部寻优导致的测量误差。

高双折射光纤环镜应变传感研究(英文)

研究了高双折射光纤环镜的应变传感原理,推导了谐振波长与轴向应变的关系式,并进行了实验研究.该传感器具有很高的灵敏度:谐振波长漂移为0 .031 8 nm/με,约是裸光纤光栅的32倍.谐振波长和轴向应变之间的线性拟合度为0 .999 4 .该传感器具有灵敏度高、结构紧凑、使用方便等优点.

偏振模色散对非线性光纤环镜微波光子开关的影响及其补偿

建立了考虑PMD在内的NOLM微波光子开关光波传输方程,给出了基于耦合非线性薛定谔方程的分步傅里叶法,三维庞加莱球理论和琼斯传输矩阵法的数值分析模型·仿真获得在光子开关中微波直接强度调制光载波的传输过程,以及在不同调制带宽下一阶和二阶PMD对光波信号和NOLM功率传输函数的影响·指出PMD造成NOLM开关性能钝化和消光比严重恶化,并引起信号信噪比下降和旁瓣泄漏·当调制带宽大于40GHz时,二阶PMD的影响比一阶PMD更加严重·最后讨论了NOLM中的PMD补偿问题·

基于保偏光子晶体光纤的长尾式光纤环镜角度传感器

针对扭转角度的精确测量问题,提出一种基于保偏光子晶体光纤的长尾式光纤环镜角度传感器.采用对温度不敏感的保偏光子晶体光纤作为扭转角度的传感单元,当保偏光子晶体光纤被旋转一定角度时,其双折射值会发生改变,进而影响光在环镜系统内的干涉情况,最终表现为光谱仪上干涉谱的移动.理论推导出系统的传感规律后,实验测得该传感器在扭转角度为0°~101°的范围内,灵敏度为0.061 7 nm/（°）;若光谱仪分辨率为0.01 nm,则系统最小分辨力为0.16°,并具有超低的温度灵敏度-0.6 pm/℃.该角度传感器具有体积小、成本低、对温度不敏感及可用于远距离传输等优点.

双折射光纤环镜应变传感器在线测量方法研究

为了实现双折射光纤环镜(Bi-FLM)传感器的在线测量,采用推导得出的基于波长解调双折射光纤环镜应变传感器在线测量的理论表达式,选取典型通讯波长1550nm和1310nm附近的2组波长进行了计算,所得应变均与给定应变基本吻合。结果表明,利用干涉光谱任意连续4个相邻的波谷波长及其双折射光纤初始长度、初始双折射率和初始双折射应变系数便可计算出双折射光纤受应变后的绝对长度,并以此计算所受应变唯一大小;根据干涉光谱任意4个相邻波谷波长相对位置蕴含着应变信息的特点,区分是干扰还是外界传感量导致干涉光谱变化,以此剔除外界干扰,提高了测量精度。该研究对Bi-FLM应变、振动等各类传感器实现计算机在线测量,提高测量精度具有指导意义。

基于阶梯色散渐减光纤环镜的光脉冲压缩方法

提出了利用阶梯色散渐减光纤环镜代替色散渐减光纤环镜的光脉冲压缩方法,数值计算表明,该方法的压缩效果与色散渐减光纤环镜的压缩效果基本一致,解决了色散渐减光纤制作和选择困难的问题,给系统带来了设计灵活性。

基于高非线性微结构光纤环镜的脉冲压缩与基座抑制(英文)

提出了利用一种高非线性微结构光纤构成非线性光纤环镜(NOLM)进行脉冲压缩和基座抑制的方案.所提出的微结构光纤具有高非线性系数和大反常色散.理论研究了基于这种微结构光纤的NOLM对脉冲的压缩效应,并分析了压缩的机制.数值结果表明,这种NOLM采用较短的光纤长度就能有效地压缩脉冲并明显抑制了基座.对于给定的输入脉冲,存在一个最优的环路长度,可以获得高质量的压缩脉冲.通过适当选择耦合比和环路长度,则可以完全消除脉冲的基座.

基于保偏光纤环镜的光纤光栅传感解调

研究了基于保偏光纤的光纤环镜结构并建立理论模型,分析各参数之间的关系,设计并搭建了基于偏振干涉的保偏光纤环镜传感解调系统。以LabVIEW作为软件平台,依据理论模型,开发了光纤光栅传感器解调控制系统,不仅实现了对解调系统的远程控制、数据采集、图形化显示及数据存储,节省了成本,还能直接获得待测参量值。采用可调谐激光器模拟光纤光栅反射波长的变化,实验证明了该解调方案的可行性和正确性。温度传感检测实验表明,该系统对温度的测量平均精度可达0.03℃,准确度为±0.1℃。

基于SOA光纤环镜的NRZ信号时钟分量提取的数值模拟

采用半导体光放大器 (SemiconductorOpticalAmplifier,SOA)的分段模型 ,对基于SOA光纤环镜的非归零 (Non Return to Zero ,NRZ)信号时钟分量提取进行了数值模拟 SOA光纤环镜可以将NRZ信号转化为包含其时钟分量的伪归零 (Pseudo Return to Zero ,PRZ)信号 给出了2 .5Gb/s下的模拟计算结果 ,并与实验结果进行了比较 ,进一步给出了

三类色散渐减光纤环镜光脉冲压缩特性的比较

文章比较了3类色散渐减光纤环镜的光脉冲压缩特性,结果发现,不考虑高阶效应时,线性渐减光纤环镜需要的最佳光纤长度最短,压缩后的光脉冲质量较高;考虑高阶效应后,情况恰恰相反,高斯渐减光纤环镜需要的最佳光纤长度最短,压缩质量较高,但此时3种类型的光纤构成的非线性光纤环镜压缩特性差别不大。

基于SOA光纤环镜的NRZ信号时钟分量的提取

采用 SOA(sem iconductor optical am plifier)光纤环镜将 2 .5 Gbit/ s的 NRZ(non- return- to- zero)信号转换为相应的 PRZ(pseudo- return- to- zero)信号 ,实现了 NRZ信号时钟分量的提取 .并分析了 SOA注入电流、环镜探测光光功率等系统参数的选取对转换输出的 PRZ信号的光信噪比、消光比及环镜透过率的影响 .

高非线性微结构光纤环镜开关效应的实验研究

利用基于高非线性微结构光纤的非线性光纤环镜,在10 Gb/s光传输系统中进行了全光开关的实验研究。利用中心波长在1 550 nm的皮秒脉冲激光器,在以25 m长微结构光纤作为非线性介质构成的光环镜中,实现了非线性相移为π的开关操作,同时还发现这种全光开关具有脉冲整形的功能。

基于分布增益非线性光纤环镜的弱脉冲放大与压缩

已有研究发现,用分布增益非线性光纤环镜放大和压缩超短光孤子不仅能避免常规掺铒光纤放大器中由于非线性效应引起的孤子畸变,而且可克服绝热放大技术放大器长度随输入脉宽增大而指数规律增大的困难。进一步计算了弱脉冲在分布增益非线性光纤环镜中的放大和压缩过程。结果表明,对于峰值功率比基阶孤子低得多的弱脉冲输入,用分布增益非线性光纤环镜同样可实现无畸变的脉冲能量放大和脉宽压缩;经环镜放大输出的脉冲也接近基阶孤子;输入脉冲峰值功率越低,实现最佳放大所需的环镜总增益越大,高阶效应对放大结果的影响越显著。

非线性光纤环镜中初始啁啾对光孤子的放大特性的影响

基于非线性光纤环镜,研究了初始啁啾对基态光孤子放大特性的影响.运用分步傅里叶法对脉冲传输方程进行求解,并对计算结果进行了分析.结果表明:正啁啾对孤子脉冲的放大起到明显的增强作用,并且在50m左右的距离内,脉冲的放大与压缩效应同时存在;而负啁啾抑制孤子脉冲的放大,造成信号的衰减.通过研究初始脉冲的脉宽对孤子峰值的放大,证明了正啁啾对孤子脉冲的放大增强作用.

非线性光纤环镜中偏振失配所致时间抖动和强度波动

基于偏振态的耦合非线性薛定谔方程,采用分步傅里叶法分析了控制光与信号光偏振失配对双耦合器非线性光纤环镜(NOLM)性能的影响.结果表明,偏振失配导致NOLM输出脉冲出现波形畸变以及时间抖动和强度波动.并且随着工作速率的提高,时间抖动和强度波动随之加剧.

XPM对非线性光纤环镜微波光子开关的影响

为了研究交叉相位调制(XPM)对非线性光纤环镜(NOLM)微波光子开关的影响。基于耦合非线性薜定谔方程,采用分步傅里叶法建立考虑XPM在内的数值分析平台,获得了MOLM微波光子开关中XPM对微波调制光载波信号和NOLM功率输出函数的影响。数值计算表明,XPM导致调制波波形畸变,信号能量从主瓣泄露;并且随着调制带宽的增大,旁瓣泄露愈加严重。同时由于XPM效应的非互易性,NOLM功率传输函数扭变,在耦合器分光比f∈(0,0.5)区间减少而在f∈(0.5,1)区间增大。