定长光纤环形谐振腔不同匝数对光纤陀螺信号输出参数的影响

谐振式光纤陀螺由于其在小型化、集成化和高精度等方面比干涉型光纤陀螺占有优势,引起了国内外研究机构的广泛关注,而光纤环形谐振腔作为光纤陀螺的核心敏感部件对陀螺信号的输出至关重要。本文分析对比了半长1.10 m,定长2.2 m,保偏耦合器偏振消光比为20 dB,分光比为50∶50的光纤环腔在相同室温条件下,不同匝数谐振谱线的谐振深度ρ、半高全宽(FWHM)以及光纤陀螺的输出信号包括动态范围、频率带宽、标度因数、系统极限灵敏度的各项陀螺关键指标,为定长保偏光纤环腔作为光学陀螺的核心部件提供相关指导。     

保偏光纤偏振特性分析

近年来光纤陀螺在各种装备中得到了快速应用,保偏光纤绕制的光纤环圈作为光纤陀螺中的关键器件,其技术性和可靠性受到了普遍的关注。主要介绍了保偏光纤偏振串音和h参数的定义以及它们的相互关系,对保偏光纤的偏振特性进行了描述。     

椭圆芯保偏光纤模间干涉特性的研究

对椭圆芯保偏光纤模间干涉特性进行了仿真研究,通过数值计算分析了椭圆芯保偏光纤模间干涉拍长、模传播常数、模间传播常数差与光源波长的关系,并对椭圆芯保偏光纤椭圆度和纤芯折射率变化对模间干涉特性的影响进行了深入分析,给出了相应的仿真结果和曲线.本文的研究结果对于设计基于椭圆芯保偏光纤模间干涉原理的光纤传感器具有重要的指导作用.     

浅析影响保偏光纤强度的因素

光纤强度是表征光纤物理机械性能的重要参数,它直接影响到光纤通信及传输系统的可靠性。影响光纤强度的因素大多来自光纤生产过程,采用抗张强度试验方法,通过开展合格保偏光纤与涂覆层不均匀、应力区变形、纤芯偏差及应力区存在夹杂物等不合格保偏光纤的拉断力与位移对比试验,分析了影响保偏光纤强度的主要因素和形成原因,为研制高强度光纤奠定基础。     

偏振及双折射效应对全光纤退偏陀螺性能的影响

通过对退偏陀螺的分析,指出偏振及双折射误差对其性能的影响不同于保偏光纤陀螺.为定量分析偏振过程、双折射误差,考虑到部分偏振光的实际存在,运用弥勒矩阵描述光路进程.在偏振误差的解析后,提出了限制退偏器的角度误差及采用高消光比的偏振器等措施来改善退偏陀螺性能,获得了0.1°/h精度全光纤退偏陀螺的设计方案     

偏振及双折射效应对全光纤退偏陀螺性能的影响

通过对退偏陀螺的分析,指出偏振及双折射误差对其性能的影响不同于保偏光纤陀螺.为定量分析偏振过程、双折射误差,考虑到部分偏振光的实际存在,运用弥勒矩阵描述光路进程.在偏振误差的解析后,提出了限制退偏器的角度误差及采用高消光比的偏振器等措施来改善退偏陀螺性能,获得了0.1°/h精度全光纤退偏陀螺的设计方案.     

铒镱共掺保偏光纤的结构优化与加工工艺研究

采用全矢量有限元分析方法研究了应力区大小、应力区与纤芯之间距离、纤芯区域热膨胀系数等参数对铒镱共掺保偏光纤双折射与应力分布的影响,通过改进超声波打孔、硼棒磨抛与抽真空封装等预制棒加工技术,较大程度上提高了铒镱共掺保偏光纤预制棒的加工工艺水平,最终将光纤的偏振串音控制在-23,d B/10,m以下,双折射提高至3.9×10~(-4)以上,为制备性能更加优化的高双折射、低偏振串音铒镱共掺保偏光纤奠定了理论与工艺基础。     

光纤陀螺零偏温度补偿的实验研究

为光纤陀螺因温度效应而产生的零偏提供一种补偿方法,针对自行研制的光纤陀螺仪的零值漂移,根据实验数据,建立一种温度补偿模型,采用最小二乘法拟合计算出所需的修正系数对其预测补偿.补偿结果表明:光纤陀螺经模型补偿后零偏基本可以减少一个数量级,并进一步提高了零偏稳定性,补偿效果明显.     

保偏光纤预制棒芯径的统计过程方法分析

光纤通信因其具有的损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展迅速。因此长期有效地提高并保持光纤生产的质量水平也越来越成为光纤生产方关注的焦点。介绍了保偏光纤的基本原理和其制造方法,引入统计过程控制的方法对保偏光纤预制棒芯径的测试数据进行列表作控制图等分析,利用其预警作用提高保偏光纤生产的质量水平。     

椭圆包层型保偏光纤的设计与研制

从理论分析、结构分析和工艺制备方面介绍了椭圆包层型保偏光纤的研制,阐述了这种光纤在实际应用中的优良性能,重点介绍了Φ45椭圆包层型保偏光纤的制备。     

3种保偏光纤几何参数测量算法

介绍利用光纤端面图像采集和图像处理技术进行熊猫型保偏光纤几何参数测量的方法,其中重点介绍3种图像处理算法:基于灰度分割和直方图分布的算法、基于Canny边缘检测和改进Hough变换的算法、基于Canny边缘检测和圆边界点选取的算法及其实现。利用3种方法对不同的光纤端面图像进行处理,并对处理结果进行对比分析。结果显示:3种算法均可用于熊猫型保偏光纤几何参数测量,在处理不同的光纤断面图像时要采用与之匹配的算法模型,进而实现数据的优化处理。     

单模保偏光纤快慢轴定向测试

从极化角度对熊猫型单模保偏光纤的特性进行了深入研究,并应用光弹效应理论设计研制了单模保偏光纤快慢轴定向测试系统,通过采用高精度压共和独特角度微调机构,使快侵蚀定向精度达±0.125度.最后对单模熊猫型保偏光纤进打了实际测试,结果与理论计算吻合较好.     

晶体光纤研究获重要进展

晶体光纤生长技术是材料科学研究的一种高速、高效、低成本的重要手段。从80年代开始,已成为各国竞相研究的重要课题。 晶体生长设备的技术关键是形成一个温度均匀恒定、空间位置稳定、直径约10μm的高温区,并要求该设备具有生长速度稳定(可调速率)、消除震动之功能。 清华大学无线电电子学系光电子技术教研组承担了国家863高技术晶体光纤研制的重点项目,经过长期努力,于1988年4月建成了独具特色的激光加热小基座法晶体光纤生长设备,生长出直径40μm、长10cm的YAG和A12O3等材料的晶体光纤。该设备用高精密度对称聚焦系统把CO2激光从360°…     

单模光纤中偏振模色散的研究

目前光纤通信系统正在向大容量、高速率、长距离等方向发展,使得原本对低速率系统而言可以忽略不计的非线性效应和偏振模色散(PMD)等光纤性能缺陷成为限制系统升级和传输距离的主要因素。因此,偏振模色散是目前国际上在光纤通信领域中讨论的热门话题之一。介绍了单模光纤中的偏振模色散及其产生的原因、偏振模色散的干涉法测量方法和测量原理,以及如何在实际应用中利用偏振模色散测量保偏光纤的拍长。     

一种基于As_2Se_3的微结构纤芯高双折射光子晶体光纤

提出了一种新型的基于As_2Se_3的高双折射光子晶体光纤(PCF).该PCF包层空气孔采用8边形排列,并在纤芯引入了左右各3个圆空气孔的微结构.采用全矢量有限元法(FEM),通过改变微结构纤芯中圆空气孔的直径及孔间距,研究了该光纤的双折射特性、损耗特性以及色散特性.结果表明,在波长1.55μm处,双折射高达1.56×10~(-1),说明该PCF具有良好的保偏特性;同时,y方向的限制损耗低至6.44278×10~(-9)dB/m;在波长1.3~2.0μm的区间内,色散曲线保持相对平坦.     

保偏型光纤传感器解调系统仿真与参数优化

研究了光纤布拉格光栅传感器的波长解调原理和保偏光纤环镜的结构及传光原理,分析了输入光波长和输出光功率的分配特性,提出了一种基于保偏光纤环镜的光纤布拉格光栅传感解调方案,应用Matlab7.0进行仿真分析,验证了理论的正确性,运用Optisystem7.0进行光路测试及参数测定充分验证了解调方案的可行性.最后给出了该解调模型中保偏光纤长度、耦合器耦合系数及两偏振态相位差等参数的最优设置范围.     

基于高阶模干涉的双参量同时测量传感器的实验研究

提出一种单模-多模-单模(SMS)与光纤布拉格光栅(FBG)级联的传感结构,利用了多模光纤内的高阶模干涉原理实现传感测量.本文采用了同长度芯径分别为50μm和60μm的多模光纤.实验结果显示,在SMS结构中,芯径50 μm和60μm的温度灵敏度分别为0.095nm/℃和0.127nm/℃,采用大芯径多模光纤略有提高SMS结构的温度灵敏度;折射率灵敏度分别为61.96nm/RIU和128.11nm/RIU,采用大芯径多模光纤大大提高了SMS结构的折射率灵敏度,该传感器能够用于温度和折射率的同时测量.     

椭圆芯聚合物光子晶体光纤的模场研究

应用理论模型，以聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）为基材，成功制备了直径为150μm、平均孔直径为3．94μm、平均孔间隔为8．75μm的椭圆芯五环六角结构聚合物光子晶体光纤．应用全矢量平面波法，对该光纤的传输模场进行了模拟．根据对称性分析，按照最小波导扇面及相应边界条件对其模式进行归类，并与理论研究进行了对比．该研究为椭圆芯聚合物光子晶体光纤模场的实验测试提供了一定的基础．并证明了基于聚合物制备高双折射保偏光纤的可能性。     

基于改进麻雀搜索算法与支持向量机的光纤陀螺故障诊断

针对光纤陀螺输出信号噪声成分复杂、故障特征难以提取的问题,提出一种基于改进麻雀搜索算法与支持向量机的光纤陀螺故障诊断方法.首先,对光纤陀螺正常信号和故障信号进行3层小波包分解以提取特征向量;其次,通过引入改进Logistic混沌映射和自适应t分布策略,加入边界探索和警戒解除机制,改进麻雀搜索算法并用于支持向量机参数寻优;最后,建立支持向量机模型进行光纤陀螺故障的识别和诊断.经实例分析,提出的方法可有效用于光纤陀螺故障诊断,与麻雀搜索算法、灰狼优化算法、粒子群算法、遗传算法和天牛须算法对比,可有效提高光纤陀螺故障诊断准确率.     

布里渊光纤陀螺环形腔中偏振串扰及消除方法

建立了布里渊光纤陀螺环形腔中泵浦光及布里渊激光的偏振传输模型,推导出了2本征态的本征值,分析了环境因素波动引起的偏振误差.研究结果表明：采用保偏光纤构建光纤环形腔并旋转熔接点偏振主轴90°能使泵浦光及布里渊激光2本征偏振态在激光器中保持稳定的谐振间距,从而消除偏振串扰给陀螺带来的误差;采用单偏振单模光纤构建布里渊光纤陀螺环形腔能消除偏振串扰.针对2种消除偏振串扰的方法进行了实验,实验结果与理论分析相符.