Panda型保偏光纤偏振轴图像识别算法

两Panda型保偏光纤自动熔接时,需要对准偏振轴,为了高精度地探测保偏光纤的偏振轴,针对Panda型光纤横截面,提出了一种偏振轴的计算机图像精确识别算法,同时利用LabVIEW编程环境,设计及开发了实现该算法的计算机程序,并应用该程序对Panda型保偏光纤偏振轴进行了实际图像的分析处理,以验证该算法的有效性。通过实际运行结果的分析表明,应用计算机图像识别和现代测控技术探测Panda型保偏光纤的偏振轴,可以实现保偏光纤跳线连接器自动化制造,并可极大地提高光轴的识别精度和光纤连接器的生产效率。

熊猫光纤的结构与双折射特性关系研究

本文用微元算法研究了熊猫光纤的结构参量对熊猫光纤双折射特性 (拍长 )的影响 .由实验数据拟合出了计算拍长的熊猫光纤掺杂区的有效热膨胀系数 .计算结果表明 ,熊猫光纤的猫眼半径、猫眼与纤芯的距离、猫眼的不一致等都是影响拍长的因素 .

熊猫光纤光栅温度传感特性的理论和实验研究

采用有限元法建立了熊猫光纤光栅的温度传感模型,研究了熊猫光纤温度变化时的内部应力分布,分析了几何结构变化对熊猫光纤光栅的温度传感特性的影响规律·理论分析和实验结果均表明:熊猫光纤光栅两偏振反射峰和双峰间距的温度灵敏度系数,都与猫眼半径和猫眼距离比值的平方(r/d)2成线性比例关系,其快轴方向的温度响应能力大于慢轴方向·

熊猫型单偏振光纤

熊猫型(PANDA)单偏振光纤(SPSM)主要用来制作光纤起偏器、光纤陀螺、光纤激光器和光纤传感器,较以往出现的其他种类的光纤起偏器具有明显的优势。我所采用打孔组装工艺来制作,通过在纤芯两侧对称置入应力施加单元引起高双折射,以及利用光纤芯区附近X和Y轴向折射率的不对称设计的方法,有效的改变了X和Y两个轴向的有效折射率,使得导模LP01中的两个简并模HE11X和HE11Y分别截止于不同的波长,通过将工作波长(1300 nm)设计选择在它们之间,使其中一个偏振模式HE11X导通,而另一个偏振模式HE11Y处于截止的状态5,m长光纤样品串音参数达到-35.1 dB,损耗为0.365 dB/km。

熊猫型保偏光纤光栅温度和压力传感特性的实验研究

对熊猫型保偏光纤光栅的传感特性进行了深入的实验研究,采用温箱和压力罐分别进行了温度和压力传感特性的实验研究。实验结果表明:在0～2.5MPa的压强范围内,熊猫型保偏光纤光栅两个偏振方向上的压力敏感系数分别为0.00488nm/MPa和0.00352nm/MPa;在15～50℃的温度范围内,两个偏振方向上的温度敏感系数为0.01018nm/℃和0.0088nm/℃。该光纤光栅两偏振态对温度和压力的不同敏感特性可用于解决光纤光栅的交叉敏感问题。

小熊猫日粮营养成分分析

对成年小熊猫日粮的采食量以及日粮中的主要营养成分含量进行了测定。试验结果表明,平均每只小熊猫每天摄入蛋糕77.61g、馒头96.28g、苹果456.83g和竹叶90.97g;平均每只小熊猫每天摄入粗蛋白48.28g、粗脂肪13.56g、粗纤维65.30g、灰分23.39g;总日粮的干物质中,粗蛋白含量为26.82%、粗脂肪含量为7.53%、粗纤维含量为36.28%、灰分含量为12.99%、水分含量16.37%。

基于细芯保偏-细芯光敏光纤结构的Sagnac干涉仪的温度和应变传感实验研究

提出并实验验证一种基于纤芯失配的光纤赛格纳克(Fiber Sagnac Interferometer,FSI)温度和应变传感器。该传感器由细芯熊猫型保偏光纤(Thin-Core Panda Polarization Maintaining Fiber,TPMF)与细芯光敏光纤(Thin-Core Photosensitizer Fiber,TPSF)熔接并引入Sagnac环中制成。实验研究了不同TPSF长度对温度和应变灵敏度的影响。结果表明,当TPSF长度分别为12 cm和16 cm时,获得的最高和最低温度灵敏度为-1.93 nm/℃和-1.46 nm/℃,但TPSF长度对传感器的应变灵敏度影响不大,相关指标都优于相关文献报道的非填充或无涂层光纤温度和应变传感器。该传感器具有灵敏度高、制作简单、稳定性好等优点。在物理、生物和化学传感方面具有潜在的应用前景。

各向异性矩形波导与熊猫型光纤的双折射计算

本文给出用迭代矩量法计算各向异性矩形波导双折射特性的方法，并以之为基础给出计算熊猫型（ＰＡＮＤＡ）光纤双折射的等效矩形介质波导法．本法简便易行，实例计算表明能给出与较繁复的精确数值方法及实测值计算相吻合的结果．

侧面抛磨型双芯熊猫光纤的折射率传感特性仿真分析

研究了双芯熊猫光纤经侧面抛磨后的折射率传感特性,并具体分析了抛磨、纤芯尺寸、纤芯、折射率对比度对传感器特性的影响.通过侧面抛磨方式,可以使得熊猫光纤一侧气孔侧壁与外界待测液体接触,这有助于加快响应速度;同时利用Mach-Zehnder干涉检测方式可以获得较高的流体折射率检测灵敏度.仿真表明,经过优化的双芯熊猫光纤结构可望使系统检测液体折射率的灵敏度达到3.8×10-5 RIU(Refractive Index Unit).

熊猫光纤背向衍射图样的图像互相关定轴方法

针对基于背向衍射图像的熊猫光纤定轴法需要建立标准图样库的难题,进行了熊猫光纤在不同方位角所产生的背向衍射图样相关性分析的实验研究.实验显示:快轴方向的背向衍射图样与慢轴方向的背向衍射图样之间具有差异性;在快轴或慢轴方向附近的背向衍射图样之间具有相似性;快轴或慢轴方向的背向衍射图样自身具有对称性.根据差异性、相似性和对称性这三个特性,建立了一种基于熊猫光纤背向衍射图样的图像互相关定轴方法,用于确定熊猫光纤快轴或慢轴这些特殊方位角.此方法不用建立标准图库就可以实现熊猫光纤特殊方位角的定轴.

熊猫光纤热双折射效应光纤偏振控制器研究

根据熊猫光纤热双折射效应原理,通过电热控制的方法实验研究其热双折射效应,提出并实验演示了基于熊猫光纤热双折射效应的光纤偏振控制器。研究了熊猫光纤热双折射效应的温度灵敏度和电热控的特点。将两段熊猫光纤按偏振轴相互偏离一定角度熔接后,两段熊猫光纤的电热控制将分别在邦加球上形成相交并互相成一定夹角的两个截交线圆,组合两段熊猫光纤的电热控制可实现偏振态在邦加球上的部分覆盖。根据熊猫光纤热双折射效应的特点,提出并实验演示了由三段熊猫光纤组成的电热控光纤偏振控制器,它可在实验上实现任意偏振态的扫描控制。

基于全保偏光纤的反射式双折射干涉温度传感器

为了解决透射式光纤温度传感结构不利于测试、灵敏度不高的问题,提出并设计了反射式熊猫型保偏光纤双折射干涉温度传感器。首先通过理论分析并数值仿真研究了熊猫型保偏光纤传感臂长度、转轴角度与温度传感灵敏度之间的关系,并通过在传感臂端面镀金的方式提高反射率。在此基础上,搭建了光纤温度传感测试系统,测试结果表明,在转轴熔接45°、保偏光纤传感臂长度L=80 cm的条件下,50℃~56℃范围内传感器灵敏度可以达到2.741 nm/℃;在保偏光纤传感臂长度为L=7 cm、转轴熔接30°的条件下,65℃~76℃范围内传感器灵敏度为1.400 nm/℃。最后,把设计的温度传感器用于卫星模型温度的测量实验,验证了传感器应用的可行性及有效性。不同波长波谷的漂移量与温度变化呈现良好的线性关系。

保偏光纤定轴技术仿真研究

为了分析POL技术的成像特性,对保偏光纤POL定轴技术进行了仿真研究。介绍了POL技术定轴方法,利用LightTools软件实现了熊猫型保偏光纤的POL图像仿真。通过光线追迹,找到了所建熊猫型光纤模型的最佳观测平面位置,基于仿真图像特征提出了POL值的提取方法。为实际系统提取POL值提供了理论指导和依据。

旋转超声加工光纤预制棒预应力深孔

熊猫型保偏光纤(PANDA PMF)由于性能优越而得到广泛应用,但其光纤预制棒预应力深孔的加工一直是光纤生产过程中的难点.为避免传统预应力孔加工方式中的缺陷,本文采用自行研制的加工装置进行非接触式旋转超声加工,并进行了对比实验.共设计了3组光纤预制棒的深孔加工实验,得到了较优的加工方案,最终实现了直径8.3 mm、深度250 mm的预应力深孔加工.

Design of PANDA ring-core fiber with 10 polarization-maintaining modes

We present a polarization-maintaining PANDA ring-core fiber(PM-PRCF) characterized by the combination of a ring-core structure with two stress-applying rods. This special fiber design separates the adjacent modes and avoids the cutoff of the higher-order modes, which is a common problem in elliptical core polarization-maintaining few-mode fibers. Using a high-contrast index ring and stress-induced birefringence, the PM-PRCF features support for 10 vector modes, with effective refractive index separations from their adjacent modes >10^(-4).Broadband performance is investigated subsequently over a wide wavelength range from 1500 to 1630 nm.The proposed fiber is targeted at applications in space-division multiplexing while eliminating the complex multiple-input multiple-output signal processing.

熔锥型熊猫光纤耦合器附加损耗分析

从熊猫光纤在火焰中熔融拉伸的实际变形过程出发,通过数值计算和实验分析了应力区、偏振主轴间存在角度误差及熔融拉锥工艺参数等因素对附加损耗的影响机理,并指明应力区是影响熔锥型熊猫光纤耦合器附加损耗的主要原因。数值计算和实验结论对熔锥型熊猫光纤耦合器的工艺改进具有一定的指导意义。

大熊猫弃食竹秆皮的化学原因

大熊猫Ailuropoda melanoleuca依赖竹子才能够生存,但取食时却有很强的选择性,特别在取食竹秆时,会撕去竹秆皮。尽管这可以简单解释为大熊猫不喜欢吃坚韧的竹秆皮,但研究其背后的化学原因却有助于加深对这种行为的理解。2015年4—5月,在中国保护大熊猫研究中心雅安碧峰峡研究基地和都江堰研究基地,通过观察8只圈养大熊猫对10种竹子的采食,发现这些大熊猫只取食其中的8种竹子,并且明显表现出弃食竹秆皮的行为。进一步采用范氏洗涤分析滤袋技术、全自动纤维素分析仪对10种竹子的竹秆皮进行化学分析,结果显示：10种竹子中除个别竹种外,纤维类物质含量在竹秆皮与竹秆其余部位之间的差异有统计学意义。竹秆皮中的半纤维素含量较竹秆其余部位低15%～35%（9种：P〈0.01;1种：P〉0.05）,纤维素含量较竹秆其余部位高5%～30%（3种：P〈0.01;5种：P〈0.05;2种：P〉0.05）,木质素含量较竹秆其余部位高5%～48%（2种：P〈0.01;6种：P〈0.05;2种：P〉0.05）。显然,纤维类物质的含量差异,尤其是能使竹秆皮变硬的高含量纤维素和木质素,是大熊猫弃食竹秆皮的主要原因之一。观察中的个别例外也意味着纤维类物质也许不是大熊猫选择性取食的唯一原因。

具有互易光路的集成光学电压传感器

文中提出了一种基于泡克耳斯效应的集成光学电压传感器测量直流电压的研究方案,光纤光路结构采用熊猫型保偏光纤与低偏光纤相结合以提高系统光路的互易性,理论上利用琼斯矩阵推导了入射光光路数学传输模型,得出干涉光强与干涉信号的关系表达式。针对该光学电压传感器设计方案,搭建了实验平台并对系统进行了0~15 V直流实验,实验结果表明该传感器输入电压与数字输出曲线之间具有良好的线性关系,最大非线性误差为0.2%,可初步证明该传感器互易光路的可行性。

基于多模与熊猫光纤耦合的温度与应变特性研究

该文基于多模与熊猫光纤耦合设计了一款新型马赫-曾德尔干涉仪传感器,该传感器对温度和轴向应变均较灵敏,在温度或应变变化时,传感器透射谱谐振峰波长发生线性漂移,通过考察谐振峰波长偏移量来感知应变与环境温度。实验结果表明,测得最大温度灵敏度为65.45 pm/℃,最大应变灵敏度为-1.9 pm/με。利用传感器透射谱谐振峰两个波谷的温度和应变灵敏度构建测量矩阵,实现了温度与应变的同时测量,消除了交叉敏感。

萨格纳克干涉仪级联的高灵敏度温度传感器

设计了一种由两个萨格纳克干涉仪(SI)级联组成的光纤温度传感器,并用实验证明了传感器在游标效应下的温度灵敏度放大特性。该传感器由两段不同长度的熊猫保偏光纤构成两个SI,然后两个SI旋转一个角度级联在一起组成一个温度传感装置,其中SI_(1)用着温度传感,SI_(2)用着参考。由于两个SI具有相近的自由光谱范围,级联时它们干涉谱叠加形成一个自由光谱范围很大的低频包络线。利用包络线漂移来考察温度变化,能够获得放大的灵敏度。实验结果显示级联后传感器的温度灵敏度为11.03 nm/℃,而单个SI_(1)单独测量温度的灵敏度为-1.01 nm/℃。因此利用游标效应后,灵敏度增加了10.9倍,而且实验测量结果与理论计算结果基本吻合。