D形光纤Bragg光栅弯曲灵敏度的理论和实验研究

用材料力学理论分析了D形光纤Bragg光栅(D-shaped fiber Bragg grating,D-FBG)以及常规光纤Bragg光栅由弯曲引起的轴向应变,得到了光栅Bragg波长漂移的弯曲敏感特性.实验结果和理论计算结果基本相符.与常规FBG相比,该D-FBG的弯曲灵敏度要高近80倍.因此D-FBG可以直接应用于弯曲形变的测量,以及间接应用于压力、加速度等物理量的测量.理论分析和实验结果对采用该类型光纤光栅的器件和传感系统的设计具有参考意义.

多孔光纤及其双折射特性的研究

本文主要对多孔光纤以及其双折射特性研究情况进行总结。第一部分介绍了多孔光纤的研究历程和基本概念 ,以及光纤的双折射参数 ;第二部分重点地总结多孔光纤的分类、理论分析、数值模拟 ;第三部分介绍高双折射多孔光纤设计和制造、最新研究进展 ;

灵敏稳定的光纤弱磁场传感器

为了使光纤马赫 -陈德尔 (Mach- Zehnder)干涉仪在弱磁场传感器中能够稳定地工作 ,作者采用了等长的短干涉臂的措施 ,这样虽然导致使用的磁致伸缩材料 (MT)长度很短 ,引起传感器灵敏度降低 ,但提高了传感器的稳定性 .为了提高传感器的灵敏度 ,把传感器的调制频率设定在由 MT和光纤传感臂组成的系统的固有频率上 ,并且采用不同长度的 MT的组合来加宽此谐振频率的带宽 ,使得系统的固有频率在随温度变化时 ,传感器仍有较好的稳定性 .作者研制成功的光纤弱磁场传感器既有较高的灵敏度 (8× 10 - 3A/ m) 。

温度对扭转光纤环性能的影响

从理论上和实验上研究了温度对扭转光纤环性能的影响。结果发现,当注入线偏振光时,扭转光纤环内存在一个弱主轴,并且其方向会随着温度的变化而偏移;而注入圆偏振光时,输出光仍然是一个比较好的圆偏振光,在同样的温度范围内,椭圆度变化很小。为进一步提高光纤大电流传感器的稳定性研究提供了一个有益的参考。

三光纤干涉型波分复用器的理论分析与实验(英文)

本文提出一种由三根长度不等的单模光纤作为干涉臂连接两个 3× 3耦合器而成的干涉型超窄三波分复用器 ,并对其进行了理论分析与实验研究 文中给出了三角型 3× 3耦合器的传输矩阵及三根干涉臂的长度之差与复用波长的关系 ,并由此导出了整个系统的功率传输式 理论分析与实验曲线基本一致 我们实验样品的使用波段为 1 55μm ,波长复用间隔为 1 6nm ,插入损耗约 0 6dB ,三个端口的隔离度分别在 1 3～ 1

旋转光纤中的拍长与偏振态保持能力

理论分析了旋转光纤在不同参考坐标系中的拍长及其与旋转光纤偏振态保持能力之间的关系———结果表明 ,旋转光纤没有确切的拍长定义 。

拉丝机气体加热炉的稳定性研究

介绍了小型拉丝机气体加热的原理,并设计了保证稳定拉丝的气炉结构形式,另外,在加热炉的气流控制及燃烧温度方面也做了实验研究。从而有利于使用小型气体拉丝机研制出供研究和实际应用的各种光纤。

圆柱型光纤螺线圈轨道角动量模式

传统的沿z轴光纤传输光线的轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)光束的制备方法共同之处都是从内部结构着想,光束的主光线基本上不变,只是波面在变.但要获得携带高mh的光有一定的难度.针对上述问题,本文建立以波面不变,光束主光线变化为基础的理论框架,利用微分几何理论验证不沿z轴圆柱型光纤螺线圈传输的光线可以携带高mh OAM的理论设想.研究发现:利用流动坐标(α,β,γ)计算光线在绕圆柱体的光纤中传输时光纤截面的衍射分布图呈现涡旋特征,有高阶OAM模式.当θ=θ0时,圆柱形轨道光纤过渡到直线轨道光纤.计算光线沿直线传输时光纤截面的衍射分布图是Airy斑,即圆孔衍射斑,无高阶OAM模式.

PPT光纤波片耦合模方程的解析解

理论分析了PPT光纤波片耦合模方程 ,得出了一定条件下的解析解 ,将该解析解和渐进近似结果进行了比较 。

用拉盖尔─高斯函数表示梯度型单模光纤的特性参数

本文用拉盖尔－高斯函数来表示梯度单模光纤的特性参数。恰当应用拉盖尔多项式的性质和汉格尔交换理论，光纤参数如远场分布，模斑尺寸等可以有解析式计算，结果十分简单且物理意义明确。文中给出了数值计算结果并与准确值进行了比较，最后讨论了本文方法的优点．

塑料光纤耦合器的分析和研制

研究了一种新型的塑料光纤耦合器件。采用超声波熔接法制作塑料光纤耦合器,制作过程方便可行。分析了这种耦合器的长度和压缩厚度的变化对耦合比的影响,实验测试结果和计算机模拟分析基本一致。提出了降低工艺过程中的附加损耗的措施,实际制得的塑料光纤耦合器的耦合比和附加损耗能满足短距离通信上的使用要求。

50 GHz光纤梳状滤波器的研制

利用Mach Zehnder干涉仪的原理制作成了50GHz四端口光纤梳状滤波器,整个结构由3个光纤Mach Zehnder型干涉仪按树形结构组成.构成干涉仪的2个耦合器均采用平行拉锥法和自制的精密拉伸工具进行制作,这样使得所制的Mach Zehnder干涉仪的干涉度超过20dB,并对整个器件进行了长时间的退火处理,克服了Mach Zehnder干涉仪稳定性差的缺点.然后采用特定的方法进行波长微调,使器件中心波长和复用波长间隔均达到ITU T的标准,它的平均插入损耗约1dB.本器件可和200GHz的密集波峰复用(DWDM)器件配合使通道间隔达到50GHz,从而使原系统的信道数扩充4倍,并对现有200GHz系统的扩容提供了一个低成本的方案和相对廉价的器件.

磁力共振在磁致伸缩光纤磁场传感器中的应用

给出了影响共振频率的因素及解决频率漂移的办法 ,从而得到既有很高灵敏度又有很好稳定性的光纤直流弱磁场传感器。

无源光纤环光器件的分析与应用

无源光纤环是一种重要的光纤基础器件,在光纤通信和光纤传感等技术中具有重要的应用.本文分 析了各种利用无源光纤环所构成的光无源器件,给出了相应的输出光强解析式,对各种环形谐振腔还给出了谐振条 件.

带输入、输出端口的双芯光纤偏振分束器研究

双芯光纤偏振分束器是一类基于模式干涉的偏振分束器,是以双芯光纤作为定向耦合器,经过双芯光纤的耦合区域后实现的偏振选择性输出,因而其输入、输出端的形状和尺寸会影响光的输出功率及特性。基于椭圆双芯光纤,在分束器的输出消光比满足一定要求(大于20dB)的情况下,借助于RSOFT软件的Beamprop模块,研究双芯光纤偏振分束器输入、输出端口的形状和尺寸以及输入光的波长和线偏振角度对偏振选择特性的影响,及其可能的工作带宽和制作容差。结果表明,双芯光纤偏振分束器形状为S-Bend,X和Z方向的尺寸分别为40μm和4000μm的端口,输入光的工作带宽可以大于7.5nm,对应的耦合区长度较短,约为209.87mm。

光学电压互感器的电场分布对测量的影响

基于Pockels效应的光学电压互感器(OTV)中电极间的电场分布对电压的测量结果影响很大。用有限元法计算了纵向和横向调制情况下用BGO晶体作为传感介质的OTV的电场分布,讨论了电场的不均匀性对测量结果的影响。计算表明:在不均匀电场中,OTV的标度因数与均匀电场条件下的估算值有出入;OTV的标度因数将随入射光线的位置和角度变化而变化,会影响测量的稳定性;纵向调制比横向调制优越,因为纵向调制利用的是对称中轴附近的电场,均匀性较好,而横向调制利用的电场将受到边缘效应的干扰。

同时存在横向位移和角度偏差时两平板光波导的连接损耗

用对称平板光波导基模场的高斯近似来计算同时存在横向位移、角度偏差以及波导参数不一样情况两单模平板波导的连接损耗，导出了非常简单的公式，同时也给出了数值计算的实例。

双螺旋圆单偏振光纤的偏振滤波特性研究

双螺旋手征光纤光栅具有波长和偏振的双重选择性,在光纤传感系统中极具应用价值。目前报道的具有圆偏振滤波作用的双螺旋手征光纤光栅螺距仅为几十微米,传输损耗高,机械强度低,限制了其应用范围。基于光纤的复耦合模方程,研究了常用的涂覆光纤,即当涂覆层折射率大于包层折射率时,双螺旋光纤的偏振滤波特性。研究表明,涂覆光纤不仅能增加光纤的机械强度,还能将光纤的螺距增加到数百微米。因此,光纤的传输损耗可被有效降低,有望满足中等距离的传输或传感光纤的要求。分析了光纤参数对双螺旋光纤偏振滤波性能的影响,结果表明增加芯层模和包层模的耦合系数是提高光纤偏振性能的有效途径,对双螺旋圆单偏振光纤的研制有一定的指导意义。

基于LabVIEW的椭圆偏振态数据检测

设计了一种椭圆偏振态的数据测量系统,给出了实验原理和相关的理论公式.最后进行了验证性的实验,分析了方位角和消光比这两个参数,证明实验系统是可靠的.由于将虚拟仪器引入了系统,使得系统得到明显简化.

微结构光纤及其双折射特性的研究

主要对微结构光纤以及其双折射特性研究情况进行总结。首先介绍了微结构光纤的研究历程和基本概念;然后重点总结了微结构光纤的解析和数值分析方法;接着介绍了高双折射微结构光纤设计和最新研究进展;最后对微结构光纤的应用和研究前景进行了展望。