基于多模光纤光栅光谱中拐点的温度传感研究

在高温传感应用中,蓝宝石光纤光栅能够稳定传递温度变化信息,因此备受关注和青睐。但是,蓝宝石光纤光栅是多模光纤光栅,其谱线较为杂乱,当监测其反射光谱中反射峰实现传感时,存在识别困难和反射率低等问题,不利于温度传感应用中的有效识别和高精度探测。本文以多模光纤光栅为研究对象,提出了一种监测多模光纤光栅光谱中拐点实现传感的新方案。从耦合模式理论出发,研究了多模光纤光栅的耦合系数随模式阶数和圆形改性区域半径的变化规律,发现了耦合系数的拐点,并解释了其出现的原因,发现该拐点只与光纤结构有关,而与光栅的结构无关,通过追踪多模光纤光栅光谱中的拐点实现了温度传感,传感灵敏度为0.0137 nm/℃。在本文提出的传感探测方案中,光谱中拐点的识别度高,有利于高精度温度传感,为多模光纤光栅温度传感提供了新的探测方案,有望为光纤光栅的传感应用提供一个有力候选。

多模光纤光栅的应变传感特性

主要对多模光纤光栅的应变传感特性进行了实验研究,实验结果表明,光纤光栅的Bragg波长随轴向应变的变化呈现出良好的线性关系,而且其重复性相当好。实验测得的应变灵敏度为0.0011nm/(×10-6),与理论计算值相符。这些特性与单模光纤光栅的传感特性基本相同,因此可以用多模光纤光栅代替单模光纤光栅制作光纤传感器以降低成本。实验结果可以作为对光纤光栅进一步深入研究的参考。

多模光纤光栅中新型的光波传输分析法

提出一种新型的分析多模光纤光栅的准三维时域有限差分束传播法(Q-3D-FDTD-BPM).在圆柱坐标系下将场在角向分量的解析式分离出来,使三维方程变为若干个二维方程求解,从而简化了三维离散化方程.同时使用综合道格拉斯(GD)法和交替隐向迭代法(ADIM),获得比中心差分算子高两个数量级的空间离散精度.然后根据场强加权转换方案,加权综合各子方程解,从而得到多模光纤中三维场解.基于这种方法,模拟多模光纤光栅中场分布,得到与实验结果多模式特性基本一致的光栅传输光谱图.

多模光纤光栅反射谱特性的研究

在本文中 ,通过引入主模和独立模光栅的概念 ,对梯度多模光纤光栅进行了数值模拟 ,计算了反射率谱线图 ,并就介电常数微拢、光栅长度以及工作波长等参数的变化对光栅反射率谱图的影响进行了详细讨论。

新型多模光纤光栅特性的研究

提出了一种单轴各向异性材料为包层,主轴折射率沿光栅轴线(Z轴)方向的新型多模光纤光栅模型,引入主轴折射率比参数Kcl,运用耦合模理论等方法,对此类光纤光栅的反射特性进行研究,并着重讨论了数值孔径NA与主轴折射率比参数Kcl对多模光纤光栅中低阶模式特性参数的影响。研究结果为传感、测量等领域获得新的应用提供了理论依据,可以用多模光纤光栅代替单模光纤光栅制作光纤传感器以降低成本,也可作为对光纤光栅进一步深入研究的参考。

折射率调制深度误差对多模啁啾光纤光栅光谱特性的影响

目的对高斯切趾的多模啁啾光纤光栅存在折射率调制深度误差(包括横向误差和纵向随机切趾误差)时的光谱特性进行数值计算和分析。方法基于光栅中多模耦合的耦合模微分方程,将一种矩阵算法拓展用于求解多模耦合模微分方程。结果与理想无误差情况相比,折射率调制深度的横向误差使光谱反射峰宽度和峰值反射率减小,反射峰的位置向短波长方向偏移。折射率调制深度的随机切趾误差只有在幅度较大时才会使光谱反射峰产生明显分裂,频率较高的随机切趾误差几乎不改变多模光栅的光谱。结论这种矩阵方法在多模光纤光栅的光谱特性模拟分析中有较好效果,所得研究结果对多模光纤光栅的设计和制作有实际意义。

大功率多波长可转换双包层光纤激光器

在多模掺镱双包层光纤上,利用相位掩模法直接写制Bragg光栅作为激光器后腔镜,得到多波长激光输出.在室温下,通过调节偏振控制器可以得到稳定的单波长及多波长的激光输出,输出波长范围在1056～1061nm,线宽均小于0.02nm.在25W的976nm激光泵浦下,激光器得到功率为6W的多波长输出.

监测哮喘患者呼吸频率的光纤传感探头设计

设计监测哮喘病人呼吸频率的光纤传感探头,传感装置的核心传感单元是可测温度、应力的双参量光纤传感系统,可消除由于患者体温带来的对传感器应力解析的影响,极大的提高了测量精度。

光纤器件

以双光束干涉原理为基础,推导了光纤法布里一拍罗腔(FFP)边带滤波器的反射率方程,讨论了端面反射率对其特性的影响;通过与光纤迈克尔逊、M一Z解调方法比较,分析了FFP边带滤波器的热稳定性问题;对FFP在光纤光栅传感解调中的应用,采用泰勒展开方法进行了一阶线性近似。

一种新型的高功率双波长自相似抛物线脉冲激光器（英文）

基于正色散单模光纤、掺Yb^(3+)增益光纤和多模光纤光栅,提出了一种可调高功率双波长自相似抛物线脉冲激光器。采用非线性薛定谔方程描述双波长自相似抛物线脉冲的传输和演化过程,并利用分步傅里叶方法进行数值模拟。输入脉冲在正色散单模光纤与掺镱增益光纤中产生自相似抛物线脉冲,多模光纤布拉格光栅对激光器进行双波长选择,通过调节偏振控制器实现双波长稳定运行。数值模拟分析结果表明该激光器的运行是可行且有效的。