超长周期光纤光栅谱线特性分析

针对超长周期光栅光纤(ULPFG)提出一种理论上分析ULPFG的新方法,即运用F-P分析超长周期光纤光栅的单元谱线特性,运用矩阵法推出UL-PFG谱线特性.通过ULPFG实验和F-P理论数值模拟进行对照,实验和模拟基本相符,验证了该方法的合理性.

基于非对称折变型超长周期光纤光栅的湿度传感器

利用高频CO_2激光在普通通信单模光纤上制作了非对称折变型超长周期光纤光栅(ULPFG),由于这种光栅具有较高的外界折射率响应灵敏度,可基于此设计制作高灵敏度湿度传感器。通过在ULPFG的表层涂覆一层具有较强吸水性的新型纳米复合水凝胶,水凝胶通过吸收空气中的水蒸气而使自身的折射率发生变化,从而导致ULPFG透射谱的谐振峰发生漂移,通过检测ULPFG谐振峰的漂移量就实现了对环境湿度参量的传感。实验结果表明,在38%～96%的相对湿度变化范围内,光栅谐振峰的最大漂移量可达约30 nm,比先前一些报道的湿度传感器的灵敏度高出近3倍。

非均匀超长周期光纤光栅的频谱分析

通过对光纤光栅折射率调制进行傅里叶变换,推导出适用于非均匀栅格分布和调制深度的耦合模方程。从频谱分析的角度,提出一种适用于分析非均匀超长周期光纤光栅(ULPFG)的新方法,新方法指出非均匀超长周期光纤光栅可以等效为不同周期光栅效果的叠加。经数值模拟和实验刻制对照表明,这种基于频谱的分析方法在分析光栅栅格数、啁啾大小等因素对光纤光栅频谱的影响以及光谱中某一位置对应多个谐振峰的现象具有明显的优势。

高频CO_2激光脉冲写入超长周期光纤光栅特性研究

分析了高频CO2激光脉冲写入的周期达数毫米的超长周期光纤光栅(ULPFG)的模式耦合特性,并在此基础上,简单分析了这种折射率变化主要在光纤包层,且沿光纤横截面呈非对称分布的ULPFG所具有的温度、应变、扭曲及环境折射率响应特性,并在文末做了实验验证,实验结果表明该ULPFG不同谐振峰具有不同的特性响应灵敏度,这与理论分析符合得较好.这些独特的光学特性将使得这种光纤光栅在光纤通信和光纤传感中具有应用价值.

超长周期光纤光栅光谱特性的数值模拟

超长周期光纤光栅(ULPFG)是一种新型的周期长达几毫米的带阻型光纤器件,以ULPFG为元件的相关器件已用于多参数感测。基于模式耦合理论和简化的单模光纤三层模型,提出了一种在单模光纤中写制的ULPFG传输谱特性的数值模拟方法。数值模拟过程中使用线性插值简化了计算,模拟计算得到的ULPFG光谱谐振峰波长与已报道的实验结果相符,验证了该方法的有效性和近似处理的合理性。

光纤耦合器的理论、设计及进展

系统总结了光纤耦合器的发展历程,归纳提炼出各个阶段的标志性事件;详细阐述了光纤耦合器的耦合类型、制作方法、性能参数;详细评述了光纤耦合器的理论分析方法;全面分析了X型、星型、光栅型、混合型等各种典型光纤耦合器的基本结构、工作原理及耦合特性;指出并展望了光纤耦合器的发展方向和应用前景。作者率先提出并设计了超长周期光纤光栅耦合器,实验上实现了两个超长周期光纤光栅之间的有效耦合。

一种新型温度自补偿高灵敏度折射率计

基于高频COz激光脉冲写入的新型超长周期光纤光栅（ULPFG），提出了一种可实现温度自补偿的新型高灵敏度折射率计。理论与实验表明，新型超长周期光纤光栅不同闪耀阶次谐振峰对外界折射率与温度变化的灵敏度各自不同，特别的是，该光栅存在对外界折变不敏感的谐振峰，测量中除了可以利用该峰实现温度同时测量外，还可以补偿另一个测量折变的谐振峰因温度变化带来的测量误差。该折射率计具有制作简单、成本低、强度好，灵敏度高等优点，当外界折射率在1．43～1．45范围内变化时，其折射率测量灵敏度可达每单位折射率240nm，在实际工业应用中具有较大的潜在实用价值。