阶跃拆射率光纤的电磁场模式研究

光纤通信是现代化通信的支柱,在光纤通信中,光纤是最重要的部件之一,本文利用电磁波动理论对光在光纤听 传输模式和传输特性进行了分析和研究,探讨了在计算机上对本征方程的数值求解问题,并提出了一种测量二阶模式截止波长的简便方法。     

基于强度调制的光纤激光折射率传感器

提出了一种基于光纤布喇格光栅与多模凹锥光纤级联结构的低探测极限光纤激光折射率传感器。采用光纤环形激光器内腔调制技术,获得了稳定、高边模抑制比和窄半峰全宽的激光信号,量化研究了有源结构下凹锥直径与液体折射率变化间响应关系。当凹锥直径为30.53μm时,最大折射率灵敏度可达-128.636 dB/RIU。考虑3σ噪声条件,实际探测极限可达8.49×10^-4 RIU。该传感器具有输出稳定和低温度串扰的优点,在生化传感和环境监测等方面具有潜在的应用前景。     

平均折射率区域变化对布拉格光纤光栅传输特性影响的分析

本文利用子结构分析方法分析了在某一区域折射率发生微小变化的布拉格光纤光栅的特性,讨论了光栅透射谱随折射率变化量、折射率发生变化的区域长度及其位置的变化关系。     

三芯LPFG模式耦合及有效折射率计算方法

以耦合模理论为基础,研究了两种不同结构的三芯长周期光纤光栅的模式耦合方式,推导了模式耦合方程. 分析了两种不同结构三芯光纤光栅包层模有效折射率的计算方法,并对包层模有效折射率进行了数值模拟计算. 模拟计算结果表明,不同纤芯排列方式会影响一阶奇次和偶次包层模有效折射率随波长增加而减小的程度. 研究结果为三芯长周期光纤光栅的进一步应用开发提供了潜在的理论指导.     

少模光纤长周期光栅——从模式转换到高灵敏度光纤传感

少模光纤长周期光栅具有波长选择性好、插入损耗低、结构灵活多变、集成度高、与光纤系统兼容等优点,是实现少模光纤中模式转换、涡旋模式调控的有效手段,在光纤通信和光纤传感领域都展现了巨大的应用价值.该文介绍了少模光纤长周期光栅在模式转换和光纤传感方面的研究进展,首先介绍了少模光纤长周期光栅的制备技术、模式耦合原理,重点介绍了少模光纤长周期光栅模式转换器,包括标准长周期光栅和螺旋长周期光栅,最后详述了基于少模光纤长周期光栅的光纤传感器的工作原理和实现方法.     

圆锥形光纤能量传输特性的研究

基于电磁场波动理论,对纳米尺度的圆锥形光纤的特征方程进行了求解。通过该理论计算以及利用COMSOL Multiphysics进行模拟,得出了锥形光纤圆柱形部分电场和能量的分布与波长的关系,在截止波长以内能量以基模形式在光纤中传输,而随着波长的增大,能量由纤芯向包层溢出越来越明显。对于光纤的圆锥体部分则得出了在波长一定的情况下,其锥长变化对光纤中能量传输的影响,并得到了在同一锥长下不同截面处的能量分布。     

基于长周期光栅的少模光纤模式转换器研究

目前,信息化建设高速发展,单模光纤传输系统容量已经接近极限,基于少模光纤的模分复用技术逐渐得到了人们的关注。模式转换器是模分复用技术中的重要器件之一,本文简述了基于长周期光栅实现模式转换结构、理论模型和数值仿真,可以作为工程实现的前期工作。     

基于大规模光栅阵列光纤的分布式传感技术及应用综述

光纤布拉格光栅传感技术因其具有高灵敏度、抗电磁干扰、体积小及易复用等特性而广泛应用于恶劣环境的温度、应变及振动等物理量检测.基于在线光纤拉丝塔的大规模光栅阵列光纤制备方法的实现,突破了传统光纤光栅分布式传感技术受限于机械强度和制备工艺复杂的限制,大大拓展了其在分布式传感领域的应用.本文系统地介绍了大规模光栅阵列光纤的制...     

光纤法珀传感解调方法研究进展

光纤法珀传感器是目前发展历史最长、应用最普遍、技术最成熟的一种光纤传感器,广泛应用于各类极端复杂的环境中,对其传感信息进行准确解调是实现高精度测量的关键.首先对光纤法珀传感技术的发展历程进行了回顾和评述,接着介绍了光纤法珀传感器的类型和基本传感原理,对光纤法珀传感器解调方法的研究进展进行了阐述,从强度解调和相位解调两方...     

光纤地震仪研究进展

光纤地震仪的传感部分和信号传输链路无电子器件,具有环境适应性强、分布式组网观测等优势,有望为深井、海底、火山等极端环境高密度地震观测提供新的技术手段.然而,现有光纤地震仪在拾振结构设计、系统传递函数研究、噪声水平抑制、频带拓宽等方面仍然存在挑战.本文根据不同的传感结构,分别综述了加速度型、位移型、应变型、旋转型四种光纤...     

分布式光纤传感技术综述

分布式光纤传感技术是光纤传感领域的重要组成部分,传感光纤集传感与传输于一体,可实现远距离、大范围的传感与组网;可连续感知光纤传输路径上每一点的温度、应变、振动等物理参量的空间分布和变化信息,单根光纤上能获得多达数万点的传感信息.本文介绍了分布式光纤传感技术的国内外进展,重点阐述了基于瑞利后向散射和干涉式的分布式传感各自...     

微结构光纤分布式传感技术实现油井压裂监测

提出了一种使用聚酰亚胺涂敷、低羟基高纯石英玻璃微结构的散射增强型微结构光纤,用于监测和评估油井开采中水力压裂技术的过程与效果,该光纤对高温、高湿度、富氢环境有较好的耐受力。通过分布式传感系统测量了该光纤的散射增强效果,当光纤损耗为3 dB/km时,测量精度可以提高2~5倍,在实际油井压裂监测中,微结构光纤分布式传感系统数据结果显示,可以对压裂效果实现监测并进一步指导压裂和暂堵工作。     

基于侧边抛磨光纤的传感技术研究综述

随着光纤微加工技术的发展,侧边抛磨光纤(side polished fiber,SPF)在光纤传感器领域开辟了一个新纪元.在普通通信光纤的基础上,通过完全或者部分去除一段长度的光纤包层形成传输光场的"泄漏窗口",利用光场与物质相互作用来激发、控制、探测光纤纤芯中的传输光场,从而制备了各种基于倏逝场的传感器.优化光纤的抛...     

空间光通信用耐辐照掺铒/铒镱共掺光纤研究进展

掺铒和铒镱共掺光纤放大器具有抗电磁干扰、紧凑轻质、电光转换效率高、免调试维护等优势,在空间光通信系统中发挥着重要作用.然而,当光纤放大器长时间暴露在地球空间轨道恶劣的辐照环境中时,会受到宇宙中带电粒子和高能电磁辐射的综合作用,尤其是增益光纤在辐照环境会引起辐照损伤导致激光放大性能失效,严重制约它在空间光通信领域的应用.该文简要介绍了太空辐照环境中辐照导致光纤性能下降的现象与问题,然后从辐照效应的产生机理、影响光纤耐辐照性能的因素、辐照加固方法三方面详细阐述了耐辐照掺铒和铒镱共掺光纤的研究进展,最后对其未来的研究趋势进行了展望.     

金属纤维抗菌作用的初步研究

初步探讨了Ｎ，Ｃ，Ｓ三种金属纤维对几种常几微生物生长繁殖的影响，试验结果表明，三种金属纤维均具有显著的抑菌、杀菌作用，是很有发展前景的新型纤维，在医疗保健、日常生活等领域具有广阔的应用前景。     

A轴向生长各向异性单晶光纤的模式特征

分析了A轴向生长单晶光纤的电磁场方程、场的表达式、边界条件以及色散方程。数值分析了几个低阶模式的色散曲线和横向场分量的结构特性;精确求解了各向异性A轴向生长的单晶光纤的电磁场方程,得到了横向场分量的精确解。利用精确到一阶的边界条件,得到各向异性A轴向生长单晶光纤的色散方程。数值分析了强各向异性A轴向生长单晶光纤仅存在m阶基元模式时的色散曲线以及横向场分量的结构特性。