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。

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.

基于温度补偿高双折射光纤环镜的边缘滤波解调方法

提出了一种光纤光栅传感解调新方法。系统由1个3dB耦合器、1个传感光纤布喇格光栅、1个双折射光纤环镜和1个探测器构成,高双折射光纤环镜作为边缘滤波器。光纤光栅波长的线性解调带宽为3.6nm。对双折射光纤环镜的温度补偿进行了实验研究,实验表明,封装的高双折射光纤环镜能够补偿高双折射光纤环镜的温度漂移。补偿前的高双折射光纤环镜波长随温度漂移为2.3nm/℃,补偿后的双折射光纤环镜波长随温度漂移为0.005nm/℃,远小于未补偿的双折射光纤环镜波长随温度漂移。

高双折射光纤Sagnac环镜强度型温度传感特性研究

报道了高双折射光纤Sagnac环镜温度传感特性的实验研究结果,测得环镜的温度灵敏度系数为0.9 2nm/℃,为光纤布喇格光栅(FBG)温度灵敏系数典型值的89倍。以该环镜作为传感元件, 以光纤布喇格光栅的反射谱作为光源,研究了环镜的强度型温度传感特性。在30-45℃的温度变化范围内,环镜透射光强与待测温度的关系具有较好的线性度和重复性,温度分辨率可达0.03℃。

基于高双折射光纤环镜的可调谐光滤波器

为了得到具有全光纤结构和中心波长可调谐的光滤波器,采用3阶高双折射光纤环镜,提出了一种电磁力的悬臂调谐单元构成的新型可调谐光滤波器,对环镜传输过程和悬臂调谐单元原理进行了理论分析,通过控制悬臂调谐单元的输入电流,实现了滤波器通带的调谐。结果表明,该滤波器具有调谐灵活、输出光谱精细等特点,可应用于不同波长光波的选频输出。

高双折射光纤环镜在光纤传感解调系统中的应用

为降低成本,实现高稳定性、高精度的波长解调,设计了一种新颖的、基于高双折射光纤环镜滤波器的光纤传感解调系统。根据传统的矩阵光学原理建立理论模型,研究了高双折射光纤环镜的滤波特性,分析了高双折射光纤环镜滤波器的解调原理。经传感检测验证,该解调系统对温度的分辨率为0.05℃,线性度达到0.9986,实验结果与理论分析相吻合,显示了该系统具有良好的稳定性,且结构简单、精确度高、价格低廉、使用方便。

高双折射光纤环镜在光纤传感解调系统中的应用

根据传统的矩阵光学原理建立理论模型,研究了高双折射光纤环镜的滤波特性,分析了高双折射光纤环镜滤波器的解调原理。经传感检测验证,该解调系统对温度的分辨率为0.05℃,线性度达到0.9986,实验结果与理论分析相吻合,显示了该系统具有良好的稳定性,且结构简单、精确度高、价格低廉、使用方便。

级联双折射光纤环镜滤波特性的分析

从理论上研究了级联双折射光纤环镜滤波器的滤波特性,给出加隔离器与不加隔离器两种不同结构的串联双环镜滤波器透射光强的表达式,并对于两个环镜取不同的周期比时的滤波特性进行了数值模拟和分析.得出串联环镜滤波效果与级联顺序无关,光隔离器对滤波效果不会产生影响,只是增加了插入损耗.通过级联和改变两个环镜的双折射光纤长度比,可以获得不同的滤波效果.最后给出了多个环镜直接级联后透射光强的通项表达式,通过对通项式的理论分析可以设计不同的滤波器.

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。

短双折射光纤环镜应变传感器在线测量方法研究

为了实现短双折射光纤环镜(Bi-FLM)应变传感器的在线测量,理论推导得出通过任意连续的2个相邻波谷波长、2个相邻波峰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计算双折射光纤所受应变大小的方法。选取典型通讯波长1 550 nm附近的波长,波长分辨率分别为0.01 nm、0.001 nm、0.000 1 nm时,应用提出的计算方法计算应变和误差。结果表明:波长分辨率越小,测量精度越高。波长分辨率为0.000 1 nm时,最大绝对误差为0.39%,最小绝对误差为0.01%,平均绝对误差为0.15%。进一步选取典型通讯波长1 310 nm附近的3组不同波长组合,计算的应变均与给定应变基本吻合。根据干涉光谱波谷波长、波峰波长的相对位置蕴含着应变信息的特点,与初始相角无关,可以剔除外界干扰,提高测量精度。该方法无需人为判断,有助于实现计算机在线测量;需要的信息量较小,可以实现短Bi-FLM传感器的在线测量。研究结果对Bi-FLM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。

两种基于高双折射光纤环的高阶超精细梳状滤波器

设计了两种基于高双折射(HiBi)光纤萨尼亚克环的可调谐高阶超精细梳状滤波器,其由偏振控制器(PC)、环形器、2段(或3段)Hi Bi保偏光纤(PMF)组成,具有单输入双输出和高阶超精细梳状光谱的特性,调谐灵活、输出光谱精细等特点.建立了理论模型研究光谱的双输出特性;对二阶滤波器,仿真研究了在Hi Bi光纤长度相等时偏振角度对输出梳状光谱的影响;对三阶滤波器,仿真研究了的Hi Bi光纤长度对输出梳状光谱的影响.结果表明该种高阶滤波器可应用于不同波长光波的选频输出.

一组波峰波谷实现光纤环镜传感器在线测量

为了实现传感光纤长度较短的双折射光纤环镜(Bi-FLM)传感器的在线测量,提出通过一组相邻的波峰波谷波长实现Bi-FLM应变传感器在线测量的方法。采用典型通讯波长1550nm附近的波峰波长、波谷波长及其双折射光纤初始条件,计算了应变大小。结果表明,该方法计算应变均与给定应变基本吻合,3组不同的组合方式计算的应变与给定应变的最大误差为0.0296%,最小误差为-0.0003%;该方法无需人为判断,有助于实现计算机在线测量;与监测点无关,无需校准;只需0.5个周期的干涉波形,需要的信息量少。这一结果对实现传感光纤长度较短的Bi-FLM传感器在线测量是有帮助的。

利用高双折射光纤环镜的边缘滤波解调方法

利用由高双折射光纤所构成的Sagnac环镜作为边缘滤波器,解调制布拉格光纤光栅(FBG)传感探头所返回信号光的频率漂移,提出了一种新颖的FBG传感解调制方法。环镜滤波器具有大约6nm的准线性解调制范围。实验结果和理论分析相吻合。

监测点波长对高双折射光纤环镜轴向应变灵敏度的影响

研究了高双折射光纤环镜监测点波长对轴向应变灵敏度的影响.经理论推导得出高双折射光纤环镜轴向应变灵敏度公式.结果表明:当高双折射光纤材料选定后,灵敏度随着监测点波长的增大而增大;当监测点选定后,监测点的灵敏度为常数,波长变化与应变成线性关系.实验选取不同波长的波峰进行应变灵敏度监测,对各监测点进行数据拟合,实验结果与理论分析一致.研究结果对提高高双折射光纤环镜应变、温度等灵敏度具有指导意义.

高双折射光纤环镜改善40 GHz光时钟消光比的研究

时钟信号的好坏在同步、解复用和光判决中起着决定性的作用,双折射光纤环镜具有灵活可调的滤波特性,光时钟信号通过双折射环形镜可以使其消光比得到改善,从而提高时钟信号的质量。为此提出了利用高双折射光纤环形镜提高光时钟信号消光比的方案,数值上模拟了环形镜透射谱随双折射器件偏振延时量(Δt)、偏振控制器快慢轴角度以及偏振控制器所引入光程差的变化而变化的情况,并理论分析了消光比不理想的时钟信号经过环形镜后的光谱形式。用法布里-珀罗滤波器提取的40 GHz时钟信号进行实验,时钟经过环形镜后消光比改善了13 dB,实验结果和理论模拟得到了很好的匹配。

多段双折射光纤构成环镜滤波器的滤波特性

讨论了多段双折射光纤构成环镜滤波器的滤波特性。从理论上得到了N段双折射光纤构成环镜滤波器滤波特性的结果 ;具体给出了N为 1、2和 3时的具体表达式 ;分析了所构成的环镜滤波器的偏振无关特性 ;讨论了双折射光纤的长度、拍长、双折射光纤之间夹角等因素对滤波器滤波特性的影响 ;最后 ,做了相关的实验验证 ,所得到的实验结果和理论模拟结果非常吻合 ,证实了理论的正确性。基于多段双折射光纤构造的滤波器 ,稳定性优于一般的全光纤马赫曾德尔干涉仪型滤波器 ,具有结构简单 ,灵活性强 ,偏振无关 ,插入损耗小和成本低等优点 ,在光纤传感解调 ,调谐光纤激光器和光纤通信滤波器等领域具有巨大的应用前景。

双折射光纤环镜不等带宽交错复用器的研究

提出将2段长度比为1∶2的双折射光纤加入环境构成全光纤不等带宽交错复用器的方案,并得到了参数选择的条件。选取了理论优化计算的一组数据进行实验,得到信道间隔为0.8 nm、奇偶信道-3 dB带宽为0.551 nm和0.247 nm的结果;研究了将其分别用于40 Gb/s和10 Gb/s传输速率的交错复用器时双折射光纤环镜中各项误差对其输出特性的影响。

高双折射光纤Sagnac环反射特性的JONES矩阵分析

利用JONES矩阵对基于高双折射光纤Sagnac环的反射光谱特性进行了理论分析,得出了偏振控制器、耦合比、高双折射光纤长度和折射率差及入射光偏振方向对其反射谱线的影响,计算结果与已报道的实验数据相符合。结论对设计制作不同性能的Sagnac型环形镜及相关器件等具有一定参考价值。

基于高双折射光子晶体光纤的Sagnac环级联滤波器

为了获得对温度变化不敏感和信道隔离度好的光滤波器,提出了一种基于高双折射光子晶体光纤的Sagnac环级联滤波器。运用Jones矩阵理论对二阶级联Sagnac环滤波器进行了理论分析和数值仿真,可得级联滤波器中两段高双折射光子晶体光纤长度之比为2:1时,透射谱的半峰全宽为0.4 nm,仅为单个Sagnac环滤波器的1/3,有效提高了滤波器的信道隔离度。结果表明,该级联滤波器有着良好的滤波效果,且对温度变化不敏感,可应用于50 GHz的密集波分复用系统。

基于半导体光放大器的可调谐多波长光纤激光器

报道了一种新型环形腔可调谐多波长光纤激光器,腔内以半导体光放大器为增益介质,利用高双折射光纤构成的高双折射环形镜的滤波特性,在室温下,获得了基本符合ITU-T标准100GHz的17个波长以上的稳定多波长输出.各信道峰值功率差小于6dB,线宽小于0.102nm,信噪比大于25dB·通过调节高双折射环形镜内的偏振控制器状态实现了这一组波长整体在50GHz范围内连续可调谐·并利用实验方法,对该光纤激光器应用于掺铒光纤放大器对多信道放大性能测试的可行性进行了初步探讨·