多芯光纤关键性熔接技术研究

利用长度为10 km的长距离传输七芯光纤模拟实际干路,对多芯光纤熔接技术进行了实验研究,并通过传输性能测试分析进行了熔接参数优化。实验结果表明:多芯光纤的熔接质量直接影响光纤传输损耗和串扰;熔接质量受光纤端面的处理质量、光纤重叠量、放电时间、电极间距等参数的综合影响。实验中通过程序控制多个熔接参数关联性优化,实现了典型值小于0.35 dB的低损耗七芯光纤熔接,且串扰小于-41 dB,可以更好地满足工程干路铺设的应用要求。

第62届IWCS光缆技术发展重点综述

本文依据第62届国际线缆会议(IWCS)所发表的相关论文,以综述的形式介绍了现今国际上光缆行业的新技术发展趋势及推出的新产品。

超高速率超大容量建设用光纤技术

超高速率、超大容量、超长距离的光纤传输技术是解决通信网未来带宽需求的关键技术之一。在系统单信道速率向100Gb/s甚至1Tb/s演进过程中,传统的G.652.D低水峰光纤仍将发挥重要作用。超高速率超大容量光纤通信在器件、调制格式、接收检测方式等方面的创新,对通信光纤的性能提出了新的要求。进一步降低光纤损耗可以延长中继距离;大有效面积光纤可以提高注入信道光功率,降低非线性效应,提高链路光信噪比(OSNR)。多芯光纤和少模光纤,可以增加空分复用维度,是未来突破光纤香农极限的研究方向之一。

多芯光子晶体光纤高功率超连续谱光源

分析基于单芯光子晶体光纤的超连续谱光源在提升平均输出功率时所面临的问题,指出采用多芯光子晶体光纤作为超连续谱产生介质是一种实现高功率超连续谱产生的潜在方案。使用自制皮秒光纤激光器泵浦一段国产多芯光子晶体光纤,实现了光谱范围750～1700nm,平均功率42.3W的全光纤化高功率超连续谱输出。

连续波泵浦的高功率全光纤化超连续谱光源

以6个输出功率为25 W的976 nm半导体激光器作为泵浦源,通过光纤合束器搭建双包层掺镱(Yb)光纤放大器,对中心波长为1 071.5 nm的10 W连续波掺Yb光纤激光器种子源进行主振荡功率放大,实现高功率输出.通过包层光剥离器及与系统双包层尾纤匹配的模场适配器,将放大系统的大模场双包层光纤与小芯径单模光纤进行模场匹配耦合,进而实现高功率连续波激光的单模输出.通过梯度折射率光纤熔接技术,将模场适配器的输出光纤与一段长度为200 m的高非线性光子晶体光纤进行高效率耦合,实现高功率连续波光纤激光器对高非线性光子晶体光纤的全光纤化泵浦,最终研制最大输出功率为36.5 W的全光纤化超连续谱光源,光谱范围覆盖990～1 700 nm,20 dB光谱范围达620 nm.

超高压直流输电系统中的特种光纤性能分析

针对超高压直流输电系统对光纤的特殊要求,研究了适用于超(特)高压直流输电测量和控制系统的几种特种光纤的主要性能指标。对光纤的芯层/包层直径、衰减值和最小弯曲半径等光学特性和阻燃等材料特性进行了研究,为寻找适用于超(特)高压直流输电测量和控制系统中不同应用环境且性价比较优的特种光纤提供了参考。通过实验分析得知,光纤的芯径越小,光纤在850nm的衰减值越小。因而在超(特)高压直流输电测量和控制系统应用中,当数据传输量较大、对传输信号带宽有一定要求时,倾向于选择小芯径(约62.5μm)的光纤;而对功率传输有要求时,则倾向于选择大芯径(约200μm)的光纤。

基于飞秒激光的光纤微加工工艺研究

光纤作为传输光信号的重要载体,使用时经常需要进行切割。飞秒激光以其热效应小、加工精度高等优势可对多种光纤进行加工。利用飞秒激光对单模石英光纤切割加工的特性及加工工艺,通过对扫描次数、激光功率和焦平面位置等参数进行组合实验,再对光纤切割端面的显微图像进行质量分析,找出飞秒激光切割光纤的最佳工艺参数。研究结果表明,扫描速度0.1mm/s、切割功率0.6 W,先把激光聚焦于光纤中心切割2次后再把焦点位置移动到光纤底部切割2次,可获得良好切面效果。

光纤分布式测温系统中基于迭代法的高准确度温度解调算法

提出了一种利用喇曼散射原理的光纤分布式测温系统中基于迭代的高准确度温度解调算法.针对于常规的反斯托克斯-斯托克斯双光路比值的温度解调算法,该迭代算法进一步校正了光纤中双光路衰减系数差对温度敏感带来的温度测量误差,尤其适用于中距离且温度场复杂的测温环境,实现了高准确度的温度测量.通过理论分析确定了该迭代法的迭代格式,测量了相应的光纤参量,并在传感样机上编写相应的代码通过实验予以验证,在0～90℃温度范围,5km测量长度输出的测温曲线符合预期的测温效果.

小芯径多模光纤拉曼分布式温度传感器

设计并制作了一种用于拉曼分布式温度传感的具有大有效模场面积和低模式色散的渐变折射率的小芯径多模光纤,同时达到了高空间分辨率和高温度分辨率。在现有的拉曼分布式温度传感系统基础上,测量了使用不同传感光纤和注入条件下的温度和空间分辨率。在满注入工作模式下,基于小芯径多模光纤的拉曼分布式温度传感器在25 km处达到了1℃的温度分辨率,空间分辨率的劣化仅为0.13 m,作为对比,使用多模光纤的拉曼分布式温度传感器的空间分辨率劣化了1.58 m。在单模注入条件下,基于小芯径多模光纤的拉曼分布式温度传感器在25 km处达到了4.7℃的温度分辨率,相对使用单模光纤有2.2℃的提升,同时空间分辨率没有劣化。

光纤传感用新型特种光纤的研究进展与展望

本文介绍了主流的特种光纤制备技术及其特点,并根据特种光纤在众多光纤传感领域的应用实例报道了熊猫型保偏光纤、旋转光纤、特殊环境用光纤以及分布式光纤传感用的新型光纤等特种光纤的研发方向及取得的成果。相比传统采用通信光纤的传感应用,基于特种光纤的光纤传感展现出明显的性能优势,并且衍生出多种新型传感机理的光纤传感系统。

插层限域工程制备MXene及其复合材料的研究进展

MXene作为一类全新的二维材料(金属碳氮化物的总称),因其本征的纳米层状结构、可调的比表面积、良好的亲水性、优异的导电性和力学性能,使其在可充电电池、超级电容器、光(电)催化剂、透明导电膜、电磁干扰屏蔽和传感器、原油和重金属的吸附剂以及柔性高强度复合材料等众多领域具有广阔的应用前景。近年来,利用插层限域工程制备MXene及其复合材料,是先进功能材料领域的研究热点。主要综述了近几年利用插层反应促进MXene剥离及合成MXene基复合材料的研究进展,比较了不同插层反应合成的MXene及其复合材料的优缺点;同时对于未来MXene及其复合材料领域的发展提出了展望。我们认为MXene及其复合材料的稳定性问题是当前要解决的瓶颈;相信随着人工智能和机器学习技术在材料研究领域的快速发展,MXene材料稳定性问题将会得到解决,并且更多具有良好稳定性的MXene及其复合材料将会被设计和合成出来。

国产超低损耗光纤在超长距离通信系统中的应用

随着全球IP流量的急速增长以及宽带互联网技术的不断进步,传输容量需求急剧增长,通信网规模不断扩大,特别是400G技术的兴起对超长距大容量高速率传输系统提出了更高的要求。目前国内厂家在超低损耗新型光纤方面(超低损耗G.652和G.654.E)取得了关键性突破,并在成缆测试以及实际链路中充分验证了其在超长跨距传输网络建设方面具有广阔的应用前景。

风力发电用控制光缆的设计及性能介绍

随着传统能源价格的不断上涨以及其不可再生性,各国政府开始大力发展新能源,其中风力发电由于具有性价比高、环保性能好和可再生等优点,得到快速发展。风电行业的快速发展使其对风力发电用控制光缆需求大幅度增加。

应用于光触发晶闸管触发的特种光纤性能分析

对光触发晶闸管应用中使用较广泛的一种特种光纤进行了性能分析,对该光纤的芯层与包层的掺杂和包层/芯层直径比等关键光学特性进行了系统的研究,为光触发晶闸管寻找到性价比较优的特种光纤提供了参考。通过对比分析得出,在光触发晶闸管触发应用中,光纤设计类型为芯层直径200μm,包层直径250μm;采用阶跃折射率分布设计;芯层掺杂为锗氟共掺,芯层掺杂量为锗元素16mol%、氟元素5mol%;包层掺杂为氟元素,包层掺杂量为1mol%的光纤触发性能较优,适合光触发晶闸管的应用。

天然石英砂制造通信光纤的研究

将PSOD(等离子固态外部沉积)、光纤预制棒制备技术以及光纤拉丝技术相结合,成功开发了芯棒+天然石英砂套管的预制棒制备技术。该技术以成本相对较低的天然石英砂为原料,等离子体为热源,干燥压缩空气为工作气体,熔制了符合光纤生产要求的套管,并研究出了合适的光纤生产工艺路线。该套管的工艺路线简单,无需合成套管工艺中的脱水和烧结处理,且生产过程不会产生有毒有害的尾气,对环境无污染。针对天然石英砂材料的特殊性质,制定了低掺杂的预制棒沉积技术以及高张力拉丝的工艺条件,成品光纤各方面合格,并具有更低的衰耗。

电力超长距光传输系统中新型光纤的选择

随着光纤制造工艺的日益成熟,新型光纤在电力通信中的应用愈加广泛,文章研究了G.652B超低损光纤(Ultra Low Loss,ULL)、G.654C ULL和G.654E大有效面积光纤等新型光纤的衰耗值、有效面积等参数对通信系统传输性能的影响,并通过实验验证了各类新型光纤在电力超长跨距光通信系统中传输性能的差异,首次在实验室模拟了不同类型新型光纤在超长跨距电力传输系统中的工程应用场景,并根据实验为电力通信系统工程应用中的光纤选型提出了方案,为新型光纤在电力通信中的应用提供了依据。

基于扫频光谱测量技术的快速高精度折射率传感系统

为达到医学、化学等不同领域对高精度折射率测量的较高要求,基于高精度扫频光谱测量技术,结合倾斜光纤光栅进行折射率测量,提出实现高精度折射率变化传感系统。对倾斜光纤光栅截止模进行了细微差别折射率下的光谱测量,测得折射率响应灵敏度为28.3 nm/RIU;对系统在固定折射率下对测量截止模光峰值中心波长的精度进行标定,算出系统的测量精度为1.15×10^-6 RIU,在静态测量情况下测量精度可以达到6.5×10^-7 RIU。

光纤寿命与疲劳参数的关系研究

自光纤诞生之日起,光纤寿命一直是人们关注的问题。然而光纤寿命的理论复杂,较难理解。光纤寿命和疲劳参数之间的关系缺乏试验数据。介绍了光纤寿命的数学理论模型及其影响因素,并详细介绍了动态疲劳参数nd和静态疲劳参数ns的测试方法。采用不同的测试方法测试了光纤疲劳参数n值,通过设计试验验证了nd与ns之间的关系,以及疲劳参数与光纤寿命之间的关系。试验结果证明:疲劳参数越大,光纤寿命越长。

陆地G.654.E光纤在喇曼放大系统中的实际应用考虑

针对G.654.E光纤的截止波长大于喇曼泵浦波长是否对系统性能造成影响的问题,实际测试和理论分析了G.654.E光纤的喇曼增益系数,并通过对实际喇曼放大系统,验证了G.654.E光纤较长的截止波长并不会对喇曼增益造成明显影响。相比于G.652.D,G.654.E光纤具有超低损耗、大有效面积及低的自熔熔接损耗,不仅能提升系统光信噪比(OSNR)且具有更佳的综合系统性能,可适用于陆地喇曼放大系统。

ITU-T新G.657标准与G.657.B3光纤

本文在对ITU-T G.657最新标准进行解读的基础上,简单介绍了长飞公司G.657.B3光纤EasyBandUltra;并根据G.657.B3光纤具体的应用环境,从客户使用的角度,初步探讨了评判G.657.B3光纤性能优劣的几个关键参数。