环形纤芯结构光纤设计与制备技术研究

为支持光子轨道角动量(OAM)模式大容量通信传输,文章探讨了新型OAM信号传输光纤的设计与制备技术,满足大幅度提高通信系统频谱效率和容量对特殊光纤的需求。文章模拟和评估了OAM模式在不同波导结构光纤中的模式特性和传播效果,研究结果表明,提高芯-包层折射率差有利于高阶OAM模式传输,降低了光纤内部的各种微扰。采用等离子体化学气相沉积工艺,高精度实现了设计的折射率剖面,并成功拉制了高质量的OAM光纤,其支持50 km传输28个有效OAM通道的渐变折射率;开发出了可支持96个有效OAM通道的三环芯层结构传输光纤。同时,针对新型传输需求,通过对精确制备技术进行模拟,研究开发出了保偏型OAM传输光纤和OAM掺铒光纤等支持更多OAM模式稳定传输的新型光纤。

用于逆变器分布式控制的切换式环网通信与同步方法

针对并联运行三相逆变器模块分布式控制问题,提出采用高速切换式光纤环网搭建分布式控制网络,每一个逆变器模块作为环网中的一个节点。结合具体的环网通信协议,计算切换式光纤环网一个开关周期内完成数据通信的时间,得出切换式光纤环网的应用范围。为了实现并联运行逆变器模块电流均衡并避免产生环流,采用环网中各节点精确同步的控制策略,使各个子节点产生相同的开关驱动脉冲。提出3种应用于切换式环网的节点同步方法,通过分析3种同步方法的时间延迟和同步精度,得出适合并联运行三相逆变器模块的双光纤环网拓扑结构。该结构简单可靠、同步精度高。搭建了切换式光纤环网实验平台,验证了切换式光纤环网通信时间计算方法和节点同步方法分析的正确性。

三环形腔复合瑞利后向散射式光纤转动测量方法

为了改善瑞利后向散射式光纤转动传感器测量转速的精度,基于单环瑞利后向散射式光纤转动传感原理,提出了一种新型的三环形腔复合光纤转动测量方法.该新结构利用4个2×2单模光纤耦合器,建立了复合三环形腔瑞利后向散射式光纤转动测量的理论模型.在给出用光时域反射计探测到的光纤转动传感器输出信号特性的同时,建立了分光比和环形腔长两参量的优化方法.依据参量优化后的模拟结果,选择长度分别为1500、1078、680 m的光纤环形腔,耦合系数分别为95.23%、94.88%、95.26%和95.01%的光纤耦合器构建了测试系统,对不同转速所探测到的瑞利后向散射信号进行测量,验证了系统的可行性.采用复合三环,提高了测量信号的强度,增加了测试的有效数据,使其更有利于识别,提高了测量转速的精度.

一种三环并联Rayleigh后向散射式光纤转动传感器

以单环后向Rayleigh散射式光纤转动传感器原理为基础,提出了一种三环形腔并联Rayleigh后向散射式光纤转动传感器新结构.利用三个2×2单模光纤耦合器,建立了并联三环形腔Rayleigh后向散射式光纤转动传感器的理论模型,给出了用光时域反射计(OTDR)探测到的信号强度表达式.通过计算机仿真优化了参量,选择三环的长度分别为1500m、1078m和680m.三个2×2光纤耦合器的耦合系数分别为95.23%、94.88%和95.26%构建了测试系统,对不同转速所探测到的后向Rayleigh散射信号进行测量,得到与理论相一致的实验结果.三环的采用,增加了测试的有效数据,使其更有利于识别,提高了测量转速的准确度.

煤矿供电防越级跳闸监控系统

分析了煤矿供电系统越级跳闸事故的主要原因,包括短路、漏电、电压波动、开关拒动等;指出了现有煤矿供电系统光纤纵差保护防越级跳闸、接点闭锁防越级跳闸、集控式防越级跳闸方法的优缺点;提出了一种煤矿供电防越级跳闸监控系统,介绍了该系统的结构及功能。该系统采用"三位一体"防越级跳闸解决方案,从短路、漏电、电压波动3个维度防止供电系统越级跳闸,且将防越级跳闸保护与常规保护融为一体、防越级跳闸网络与光纤环网融为一体、防越级跳闸监控与供电监控融为一体,提高了系统防越级跳闸的可靠性。实际应用验证了该系统防越级跳闸的选择性、快速性和可靠性。

光纤面板的三环效应和消杂光

在纤维光学中,输入-输出光之间不存在几何光学的共轭关系。当输入为会聚光时,输出光为3个空心圆台,其剖面为3个圆环。这个输入-输出现象被称为三环效应。本文介绍了三环效应的计算公式和它对信号光、杂光的贡献。根据杂光分析提出了端面纤皮透过率为零的消杂光新方法。