毛细管光纤传感器研究进展

石英毛细管由于在材料方面与光纤具有天然一致性,被广泛应用于各种结构和功能的光纤传感器中.首先给出光纤和毛细管的模式特性和熔接工艺,在此基础上介绍干涉型毛细管光纤传感器的研究进展,包括法布里-珀罗型、多模干涉型、反谐振型3种形式.接着介绍微腔结合的毛细管光纤传感器研究进展,包括多模光纤-微球腔和锥形内壁毛细管微腔.毛细管具有中空结构且其圆柱结构能够支持回音壁模式.最后介绍毛细管光纤传感器的最新研究进展.     

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.     

经典物理层高速密钥分发研究进展

信息加密传输是网络空间安全的核心问题,根据香农“一次一密”理论,安全加密要求随机密钥安全分发.随着光通信速率的不断提高,信息加密传输亟需高速密钥分发技术.近年来,研究者不断探索基于经典物理方法的密钥分发技术,以期实现与现有通信网络相兼容的高速密钥分发.目前,主要方法包括光纤激光器参数随机选择、物理不可克隆函数、光纤信道噪声和混沌激光同步等.该文介绍了上述4种方案的基本原理及主要研究进展,指出了混沌激光同步密钥分发方法最具高速率潜力,并分析了这个方案尚需解决的关键科学问题.     

拉锥光纤传感技术

拉锥光纤传感技术作为一种新兴的传感技术,在电力、石油化工、生化、航空航天、环保、国防等领域有着重要的应用价值并逐渐成为当前国际上的研究热点之一.与普通光纤相比,拉锥光纤的模场直径为微米或纳米量级,极大地增强了光在光纤中传输时的倏逝场,从而显著提高此类光纤传感器的灵敏度及响应速度,缩小了光纤传感器的尺寸,使其在传感应用中更具优势.该文分析并讨论了拉锥光纤传感器的理论基础、关键技术及相关应用.主要内容包括:1)阐述了微米光纤耦合传感器的原理、制备工艺及折射率和温度传感特性.2)讨论了单模-多模-单模及单模-拉锥多模-单模光纤结构的传感原理并实现了一种基于单模-拉锥多模-单模的高灵敏度折射率传感器.3)为拓展拉锥光纤传感器的应用范围并提高其空间分辨率,发展了一种半拉锥光纤传感器微探头.4)介绍了拉锥光纤在光通信及微操纵等方面的应用.     

近红外超宽带光纤放大的研究进展

随着光通信的飞速发展，扩大光纤放大器的增益带宽成为亟待解决的问题.然而，目前常规光纤放大器的增益带宽满足不了通信容量的需求，这给光通信发展带来严峻的挑战.该文简要介绍了掺Bi光纤、Bi/Er共掺光纤和量子点掺杂光纤等超宽带放大方面的最新研究成果，展望了超宽带放大材料的未来研究方向.     

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.     

量子通信技术进展

现在,日本企业和大学正在共同研究超高速光通信技术,该项目被称为"量子通信技术".从理论上讲,量子通信可将上100万部电影在1秒钟内传输到很远的地方.该技术完全可满足今后网络中庞大的图像和声音数据的传输.采用量子通信可以防止信息在传输过程中被偷听和纂改.量子通信技术是继发明电话和实现光通信后在通信技术上的又一划时代革命.量子通信同基因技术一样是当今世界科技研究热点,在本文中仅介绍一下国内外研究发展情况.     

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。优化光纤的抛磨参数和导模特性是实现高性能光纤传感器的关键。侧边抛磨光纤具有可靠的机械性能和极小的插入损耗、偏振相关损耗，使其成为研究“光纤上实验室”的优质平台。本文综述了基于侧边抛磨光纤传感器的原理、分类、研究进展和应用领域。     

量子通信技术进展

现在，日本企业和大学正在共同研究超高速光通信技术，该项目被称为“量子通信技术”。从理论上讲，量子通信可将上100万部电影在1秒钟内传输到很远的地方。该技术完全可满足今后网络中庞大的图像和声音数据的传输。采用量子通信可以防止信息在传输过程中被偷听和纂改。量子通信技术是继发明电话和实现光通信后在通信技术上的又一划时代革命。量子通信同基因技术一样是当今世界科技研究热点，在本文中仅介绍一下国内外研究发展情况。     

阶跃折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中的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 .     

偏心孔辅助的双芯光纤器件及其应用研究

随着光纤传感器不断在新领域的应用拓展,光纤传感器正面临许多新的挑战。利用特种光纤研制性能突出的光纤传感器已经成为研究热点。本文介绍了一种偏心孔辅助的双芯光纤的设计,并讨论了多种基于偏心孔辅助的双芯光纤器件的工作原理、制备方法及传感特性。     

多维光纤通信系统性能监测技术

目前光纤通信系统正朝着超高速、大容量、动态化方向快速发展,新的维度和复用方式以及更加复杂的体系架构对光纤传送网安全可靠运行提出了巨大的挑战.多维光纤通信系统中的性能监测技术能对系统所受损伤进行监测与预警,为自适应补偿、传输质量评估和网络资源优化等提供信息来源和管理依据,对提升光纤传送网运行和管理水平具有重要的科学意义和社会意义.该文首先重点介绍色散参量监测、非线性参量监测、调制格式参量监测等多个参量监测的研究现状,随后讨论并分析了多维光纤通信系统性能监测技术的发展趋势.未来性能监测技术将朝着精细化、一体化、智能化、多参量同步监测等方向发展.     

高速自适应突发模式光接收机的误码率分析

针对传输网中两种典型的传输线路码型,分析与计算了高速自适应突发模式光接收机的误码率,分析结果表明：高速自适应突发模式光接收机的误码率与线路传输码型和接收机中峰值探测电路的峰值保持时间常数等有关,且一般不如传统固定门限光接收机     

基于PbS掺杂少模光纤的线偏振模放大

本文采用改进的化学气相沉积（modified chemical vapor deposition,MCVD）法制备了一种新型少模光纤——硫化铅（PbS）掺杂少模光纤,研究了该光纤的荧光特性,并基于空间光调制器搭建了少模光纤放大系统,测量了光纤的模式增益特性。实验结果表明：在980 nm激光泵浦下,该光纤表现出超宽带近红外发光,光谱范围为1 050~1 650 nm;在1 540~1 560 nm波段范围内,实现了LP₀₁和LP₁₁模式放大,平均模式开关增益为4.5 dB,差模增益小于0.6 dB。该光纤为模分复用系统实现宽带模式放大提供了可行性。