光纤相移光栅阻带中透射窗口位置的确定

利用矩阵方法分析了相移光栅的相移量改变时，阻带中透射窗口位置的变化情形，以及如河改变窗口锐度的问题，并进一步讨论了相移光栅在光波解复系统中的应用，这些理论结果对相移光栅的实际制作及应用有重要的指导意义。

π相移光纤光栅水听器的超声波传感指向特性

π相移光纤光栅因具有较短的有效光栅传感长度,近年来成为了超声传感领域的研究热点.本研究旨在探究π相移光纤光栅作为水听器应用时对超声波的指向性特性.选取π相移光纤光栅作为超声传感单元,先基于分层介质的声传播理论计算出水中超声波入射时光纤纤芯的应变,再运用基于光学耦合模方程的传递矩阵法计算反射光谱得到光波长偏移.将角度-频率空间分为三个区域,计算了声波频率在1-10 MHz时不同角度下的应变结果和光波长偏移响应特性,并开展了实验研究.结果表明,理论和实验结果具有较高的一致性,π相移光纤光栅在超声波垂直光纤入射时响应最大,随声波入射方向与光纤法向间夹角的增加,π相移光纤光栅的声响应先急剧下降,后在水中直达声波和光纤中导波叠加时出现极大值.此外,π相移光纤光栅的声响应随声波频率增加而降低.本研究对π相移光纤光栅在超声传感中的实际应用具有重要意义.

π相移光纤光栅对超声波致非均匀应变场的传感特性

π相移光纤光栅用于水中超声传感时,超声波沿光纤轴向入射和垂直光纤入射时的传感波形及幅度显著不同。针对这一现象,本文建立了基于光学传递矩阵的光纤光栅声传感理论模型,计算了超声波分别沿轴向和沿垂直方向入射时π相移光纤光栅中的非均匀应变场分布,进而分析了光谱偏移,揭示了两种入射角度下π相移光纤光栅的传感特性与声传播导致的应变场分布相关,并通过实验进行了验证。结果表明,两种入射角度产生的不同的非均匀应变场分布对π相移光纤光栅的传感特性影响明显。超声波垂直入射时的传感波形和幅度均优于轴向入射,且π相移处对传感有显著作用。当入射位置远离π相移处时,垂直入射的响应也明显降低。本研究可为π相移光纤光栅超声传感的机理分析提供参考。

啁啾相移光纤光栅分布式应变与应变点精确定位传感研究

利用啁啾相移光纤光栅狭缝的中心波长对应变点和应变量的波长敏感性,实现应变与应变点精确定位的传感.当啁啾光纤光栅上的某一位置产生微应变时,该应变点会产生相移,其频谱则会出现一个与之对应的狭缝,且狭缝的深度和中心波长与应变的大小和位置相关.当串接不同中心波长的啁啾光纤光栅后,即可实现一定范围内的分布式应变与应变点精确定位检测.本文通过V-I传输矩阵法建立了狭缝深度和中心波长关于应变量和应变位置的理论模型,分析结果表明理论上可以实现微米量级的精确定位.搭建了级联啁啾相移光纤光栅的分布式应变传感装置,实验获得的最大应变灵敏度为0.19 pm/με.该精确定位传感装置在先进制造、精密加工、航空航天、铁路系统等高新技术领域具有重要的应用前景.

双波长啁啾相移光纤光栅

理论研究并实验验证了一种含有两段π相移的啁啾相移光纤光栅.采用F矩阵对啁啾相移光纤光栅进行计算并分析了该光栅的谱特性.含有两段π相移的啁啾相移光纤光栅可以在普通啁啾光栅透射谱阻带中产生双波长透射峰,透射峰位置直接取决于光栅中π相移的位置,透射峰的线宽和透射峰的波长间隔没有关系,仅随着啁啾率的增大而增大.采用带相位掩模的逐点扫描法对含有两段π相移的双波长啁啾相移光栅进行了制作,获得波长间隔为8nm的双波长透射谱的光栅器件.该光栅的消光比和3dB谱线宽分别为20dB和0.08nm,实验结果和理论设计一致.

相移光纤光栅分析方法的比较研究

文章对分析相移光栅的Agrawal G P理论模型与Turan Erdogan理论模型做了对比研究,结果表明:前者一般适用于均匀相移光栅,而后者适用于各种相移光栅。多层薄膜模型可用于各种相移光栅的研究,当多层薄膜的划分层数达到20时,满足计算精度要求。

高频CO_2激光脉冲写入的相移长周期光纤光栅

运用矩阵传输法 ,并结合长周期光纤光栅的模式耦合理论 ,阐述了相移长周期光纤光栅传输光谱的形成原理 利用高频CO2 激光脉冲制作出相移长周期光纤光栅 该方法仅需用计算机绘制光栅结构图形 ,再由计算机依照此图形控制CO2 激光器对普通光纤曝光 ,就可自动完成光纤光栅的制作 实际制造出一条相移长周期光纤光栅 ,在 15 2 0～ 15 70nm和 16 10～ 16 70nm波长范围内分别呈现出相移图样 ,相移波段的通带中心波长分别为 15 46nm和 16 40nm 对光栅进行温度测试 ,观测 16 10～ 16 70nm范围内相移光谱的变化 ,发现相移光栅的通带及阻带中心波长具有相同的温度变化系数 ,其数值为 0 .0 6 4nm/℃ ,另外又测试了光栅的应变特性 ,灵敏度约为 - 0 .5 1nm/mε 因此在利用光栅温度特性或应变特性做传感的过程中 ,可以仅测试通带中心波长的变化 。

相移光纤光栅传输谱的研究

相移光纤光栅可作为密集波分复用 (DWDM)系统中的解复用器 ,相移的大小、位置和相移点的多少对该解复用器的性能有重要影响。应用传输矩阵理论分析了相移光纤光栅的相移大小。

相移光纤布拉格光栅的光子晶体理论研究

本文将相移光纤布拉格光栅近似为一维光子晶体 ,利用光子晶体理论研究其能带结构和光学传输特性 .指出了光栅的反射峰和光子禁带 ,反射峰中的高透射曲线部分和缺陷模之间的对应关系 ;

基于相移光纤光栅的布拉格波长解调原理的分析

提出了一种基于相移光纤光栅(phase-sh ifted fiber grating)的布拉格波长解调技术,相移光纤光栅在反射谱阻带中能打开线宽极窄的一个或多个通透窗口,而且窗口位置随所加相移量的大小呈线性变化。实验中应用电流调谐相移量以实现布拉格波长的解调。选用最大波长偏移量为2 nm的相移光纤光栅进行调谐滤波,温度的测量范围可达到200℃,应变的测量范围可达到2000μs。实验表明利用相移光纤光栅进行布拉格波长解调,取得了预期的效果,为布拉格波长解调技术提出了新的思路。

基于相移光纤光栅微分器超短光脉冲整形

基于耦合模理论和传输矩阵法,对相移光纤光栅的反射谱、相移特性进行了分析.结果表明,相移光纤光栅随着相移点个数的增加,反射谱透射窗口数目增多,相移发生多次跳变,从而形成对信号的微分效应,并且相移的微分阶数与所增加的相移点个数成正比.设计出基于相移光纤光栅微分特性的脉冲整形器,通过优化高斯信号各阶微分的加权系数,将高斯型输入脉冲整形成近似方形或三角形状的输出脉冲,通过调整光纤光栅第一段与第二段的长度比,使输出三角脉冲形状的失真现象得到改善.分析输入的高斯脉冲的脉宽发生±5%的波动时,输出波形依然可以获得很好的三角和平顶方形脉冲效果,从而证明了所设计的脉冲整形器的稳定性和实用性.

相移长周期光纤光栅传输谱的仿真分析

相移长周期光纤光栅可以看作长周期光纤光栅和相移光栅级联而成,文中采用OptiGrating软件分析了相移长周期光纤光栅的周期和长度、折射率调制参量对相移长周期光纤光栅传输谱的影响规律。

基于级联相移线性啁啾光纤光栅的梳状滤波器设计

为了获得反射带宽大、信道间隔均匀的高性能梳状滤波器,提出一种基于级联相移线性啁啾光纤光栅的新型梳状滤波器的结构设计.利用传输矩阵法和法布里-珀罗谐振腔理论,数值分析了该梳状滤波器中啁啾光栅的级联方式、啁啾量、折射率调制量和级联处的相移量对光栅反射谱特性的影响.结果表明:对应不同的级联方式,反射峰存在疏密变化,即两个级联光栅的啁啾量同号时,反射峰分布均匀对称,可设计均匀滤波器;而两个啁啾量异号时,反射峰呈现出疏密渐变的特性,可设计非均匀滤波器.此外,光栅啁啾量增加,反射谱带宽增大,但是反射率降低,而增大折射率调制量,可以提高反射率;级联处的相移量改变时,每个反射峰位置发生移动,从而可以通过改变相移量选择滤波窗口.

啁啾相移光纤光栅的多层薄膜分析新方法

将啁啾相移光纤光栅看成一多层薄膜体系,每层膜用界面传输矩阵和膜层传输矩阵表示,将每层的传输矩阵相乘后得到相移光纤光栅的传输谱。数值计算结果表明传输谱的峰值和带宽取决于相移光纤光栅的啁啾系数、相移大小、位置及相移点的多少。该模型的精度满足设计要求。

相移光纤光栅特性分析

利用传输矩阵法分析了相移光纤光栅的特性,导出了反射率理论表达式,并讨论了光栅反射谱中透射峰与相移量、相移区位置以及光栅的参数的变化关系。

相移光纤光栅的有效反射率法研究

采用有效反射率法分析了相移光纤光栅的传输特性.将相移光纤光栅等效成含缺陷的布拉格反射镜,然后用利用效反射率法分析其反射特性.数值计算结果表明:该方法简单且与耦合模理论吻合较好,相移光纤光栅中的相移相当于布拉格反射镜中的缺陷,通过改变缺陷在布拉格反射镜中的光学厚度、位置及引入缺陷的数量可实现相移光纤光栅中的相移的大小、位置及数量的变化.

相移光纤光栅的制作和特性

在光纤光栅的刻蚀平台中引入精密移动电机,控制相位掩模板的移动,从而在光纤光栅的刻蚀过程中,在光栅的固定位置引入相移量,采用此简单易行的方法制作出了多种相移光纤光栅,分析所刻光纤光栅的光谱曲线,符合理论分析和设计的要求。

相移光纤光栅应变传感特性的实验研究

用非平衡Mach-Zehnder干涉仪检测动态应变在相移光纤光栅中感生的波长变化,对2.1kHz信号进行FFT(快速傅立叶变换)频谱分析得到了2.1×10-2με(1με=1×10-6应变)的应变分辨率(信号分析带宽5kHz)。

多相移和级联光纤光栅透射光谱特性研究

基于耦合模理论,利用传输矩阵法,系统地分析了多相移和级联相移光纤光栅的透射谱特点。结果表明,相移光纤光栅可在透射谱阻带中打开一个或多个透射窗口,多个相移时,透射窗口数等于相移的个数。改变相移量的大小可以改变输出光波长,而且随着相移量的增加,多相移和级联情况下,透射窗口向长波方向移动。光栅的级联使得其在布喇格衍射波长处,打开一个极窄的透射窗口,透射率与级联个数有关,当级联数为4时,透射率最高。

基于相移光纤光栅的单光源毫米波生成研究

利用相移光纤光栅中不同的相移量可以在光栅传输阻带中的不同位置打开透射窗口这一特性,给出了用光外差法将单一光源形成两个差频再经拍频后生成毫米波的方案。理论分析和数值计算结果表明,采用单个光源产生毫米波所引入的激光随机相位噪声低于双光源系统,能够产生波长稳定、相位噪声低、频率调整方便、耦合效果好的毫米波,可为光纤无线通信系统实际应用提供参考。