取样光纤布拉格光栅的特性分析

应用传输矩阵法对取样光纤布拉格光栅的传输特性进行了理论分析，随着取样光栅各参数的变化，得出均匀嗫样光栅、变迹取样光栅、啁啾取样光栅的反射光谱特性，经数值计算知道，通过改变光栅长度、折射率调制幅度、变迹、啁啾等均可影响反射谱的峰值及带宽，从而对取样光栅的设计提供理论参考。     

基于相移光栅的Sagnac环滤波器的光谱特性分析

提出了一种基于相移光栅的Sagnac环滤波器的设计.利用Jones矩阵法,建立了该滤波器的理论模型,推导出了传输谱的表达式,并对其进行数值仿真和分析.重点讨论了相移光栅的参量、光纤环臂差对传输光谱的影响.通过数值模拟,得到了具有双带通的梳状滤波特性的传输光谱,可应用于光纤光栅传感和通信系统.     

基于PSG和反馈光纤环波长可开关的掺铒光纤激光器

提出了一种波长可开关掺铒光纤激光器,将相移光纤光栅（PSG）用作窄带滤波器,布拉格光纤光栅（FBG）用作反射镜,通过调谐FBG中心波长实现波长的可开关特性,采用反馈光纤环结构来增大激光器的自由光谱范围（FSR）,室温下,得到了稳定的单波长和双波长激光输出,并且在一定范围内可调谐.     

基于耦合模理论均匀光纤光栅光谱仿真研究

文章利用耦合模理论对均匀光纤光栅光谱进行了仿真研究,绘制出不同参数下的反射光谱特性曲线,讨论了不同参数对光纤光栅频率选择特性和反射特性的影响,仿真研究结果表明:均匀光纤光栅的反射光谱带宽与折射率调制深度近似成线性关系.反射谱带宽与光栅长度成近似的反比例关系.     

长周期光纤光栅在非均匀温变场中的光谱特性研究

在非均匀温变场的作用下,长周期光纤光栅有效折射率和周期等物理量均会发生非均匀变化.所以,长周期光纤光栅的耦合系数并不是常数,用耦合模理论分析长周期光纤光栅的光谱特性就非常复杂.传输矩阵法是解决长周期光纤光栅中非均匀问题的有效方法.本文在MATLAB平台基础上,用传输矩阵法对长周期光纤光栅在非均匀温度场中的光谱特性进行了数值模拟,并对模拟结果进行了分析.     

多相移光纤光栅光谱特性分析

为了研究多相移光纤光栅的光谱特性,探究其在光纤通信和光纤传感领域的应用,利用传输矩阵法,通过Matlab编程对多相移光纤光栅中等分相移光栅、相移级联光栅及混合相移光栅在不同相移个数、不同相移量大小、不同位置放置时的传输光谱特性进行了仿真和研究.结论表明:等分相移光栅可以通过增加相移个数来实现多波长的激光输出,相移量不同激光波长的输出也不同.相移级联光栅可用作带宽滤波器,通过增加相移光栅的级联数增加带宽.     

多通道全占空比振幅型采样光纤光栅

提出一种新颖的可用于密集波分复用系统的全占空比振幅型采样光纤光栅.泰伯条件下,通过高斯函数对采样光栅进行全占空比采样,实现了反射光谱的自成像效应.这种新型采样光纤光栅制作容易,反射光谱通道具有能量效率高、自由光谱范围任意可调等特点.通过改变光栅长度,可得到覆盖整个C波段的分布均匀、隔离度良好的反射光谱通道,为实现易加工、高能量效率的多通道光纤密集波分器件提供了方法和思路.     

双π相移光纤光栅的设计

研究了在均匀光纤光栅中对称地插入两个π相移时透射谱的特性,通过矩阵法详细计算和分析透射谱双峰的波长间隔、线宽、波谷深与光栅各段长度的关系,获得设计双π相移光纤光栅的准则,即:双π相移光纤光栅的双峰波长间隔主要由两个π相移的距离决定,谱线宽和波谷深主要由光栅π相移两端的长度决定.     

取样光纤光栅及其应用研究

概述了取样光纤光栅在色散、色散斜率补偿中的应用,在不同取样情况下对取样光栅的光学特性进行了数值模拟和分析,并对基于取样光栅的色散和色散斜率补偿器件进行了比较和讨论.分析显示,取样光纤光栅特别是纯相位取样光纤光栅在飞速发展的WDM系统中有着非常好的应用前景.     

取样光纤光栅的光谱特性分析

本文对取样光纤光栅在不同条件下的光谱特性进行了数值模拟计算,并对结果进行详细地分析和讨论,从而为取样光纤光栅的实际应用提供了依据.     

窄线宽光纤激光器温度调谐研究

通过研究热调谐与窄线宽光纤激光器波长的变化关系,实验发现光纤激光器的输出激光波长随温度连续变化,输出功率略有波动,从光谱仪上没有观察到跳模现象。跟踪几个温度点观察测量的自外差谱线,发现谱线的3dB带宽的变化小于1kHz,以光纤光栅标准具为主要选模器件构成的光纤激光器显示出了优良的光谱性能以及波长稳定性。     

基于光纤光栅传感器的混凝土梁应变检测

介绍了一种基于光纤光栅传感原理的光纤应变传感器和其测量混凝土内部应变的原理。采用GSYD-B型光纤光栅应变测量仪,利用FBG对混凝土内部应变进行了测量。通过加载条件下与应变片对比试验,验证了光栅传感器具有良好的可靠性。结果表明,这种新型光纤传感器显示了良好的传感性能,能够监测混凝土内部应变状态,发挥出成活率高、绝对值测量和寿命长等优势。     

Effects of three coupling coefficients on the spectrum characteristics of superstructure fiber grating

For the superstructure fiber grating (SFG) consisting of fiber Bragg grating (FBG) and long-period fiber grating (LPFG), there exist three kinds of coupling: the contra-directional coupling between forward propagating core mode and backward propagating core mode, the contra-directional coupling between core mode and cladding mode, and the co-directional coupling between core mode and cladding mode. By using the similarity transformation method for the coupled mode equations, the effects of three coupling coefficients κ _co L, κ _cl L, and κ _S L on the transmission and reflection spectra of SFG have been investigated. The simulations show that the overall intensity of the transmission spectrum of SFG is decided by LPFG, that the main lobes of the transmission and reflectivity spectra of SFG are decided by coupling coefficients κ _co L an κ _S L, and that the side lobes of the transmission and reflectivity spectra are decided by coupling coefficients κ _cl L and κ _S L. Biography: YUAN Yinquan (1964–), male, Professor, Ph.D., research direction: fiber optical sensors.     

基于六向压应力传感器流变应力恢复法的地应力测量

流变应力恢复法是针对深部具有流变性的软弱围岩而提出的一种地应力测量方法,该方法采用在巷道围岩中钻孔埋设压应力传感器的方式来实现围岩原岩应力和扰动应力的测量。本文基于最新研发的光纤光栅式六向压应力传感器以及本安型光纤光栅解调仪,开展了传感器的室内标定试验。依托平煤股份八矿深部软岩巷道,开展了流变应力恢复法现场地应力测量,并与传统套芯应力解除法地应力测试结果进行对比分析,验证了基于六向压应力传感器流变应力恢复法地应力测试的准确性和可靠性。     

量子保密通信中光纤光栅的波长稳定性研究

为了改善量子保密通信设备中所用光纤布拉格光栅的长期波长稳定性,从工艺角度提出了采用特殊光纤涂覆层材料对常规的光纤光栅加以改进,并制作了基于新工艺的双金属温度补偿光纤光栅样品.理论研究了温度和应力等因素对光纤光栅中心波长的影响,分析了光纤光栅温度补偿的原理和方法.通过高温加速老化的方法,监测了所制作的新工艺光纤光栅样品在等效3年时间内中心波长变化情况,同时对比测试了原有工艺的部分样品.分析了所制作的光纤光栅在特定传输距离时应用于量子保密通信中的滤波特性.结果表明,新工艺的光纤光栅在3年等效老化时间内,中心波长漂移量均在产品允许的最大漂移范围内,较常规的光纤光栅工艺有较大改善,满足设备长期运行时对波长漂移精度的使用要求.     

光纤布拉格光栅压力传感器的研究

简要介绍了光纤布拉格光栅的传感原理,理论分析了弹性元件平膜片的受压变形规则,并将光纤布拉格光栅粘贴在自行设计的不锈钢平膜片上,构成了基于膜片的光纤布拉格光栅压力传感器,给出了光纤布拉格光栅的布拉格波长偏移量与压力的关系表达式。实验结果表明,光纤布拉格光栅压力灵敏度系数达到2.9pm/kPa,与理论分析值基本相符.另外,传感器在所测压力范围内呈现出很好的线性特性、重复性,适合于易燃易爆场合的压力测量。     

基于FBG的磁场传感器实验设计方案

光纤Bragg光栅(FBG)传感技术较其它光纤传感技术有其独特的优点,使其更具有研究的价值。基于光纤Bragg光栅的应变敏感性和磁性材料的磁致伸缩效应,提出了将光纤Bragg光栅应用于磁场传感测量的方案。设计方案中将光纤Bragg光栅与磁致伸缩材料相结合。实现了光纤Bragg光栅波长漂移量与侧向位移的线性调谐关系;通过测量光纤Bragg光栅波长漂移量,可以估算出外界磁场的强度变化。     

相移光栅特性分析

用传输矩阵法从理论上分析计算了相移光栅的反射谱特性。讨论了各光栅参量变化对反射光谱的影响规律。通过数值分析，得出结论：采用合适的光栅参数可以获得反射率高，通带宽及旁瓣干扰小的相移光栅。     

基于光纤光栅传感器的变压器储油柜油位计研究

常规电力变压器储油柜油位采用电信号传感器进行监测,传感器信号易受变压器高电压、大电流等复杂电磁环境的干扰,针对上述不足,研究了一种基于光纤光栅传感器的变压器储油柜油位计,即光纤光栅油位计.该光纤光栅油位计主要由光纤光栅传感器和C型弹簧管组成,利用光纤光栅对应变的传感特性、液体压强与液位高度的关系实现储油柜油位的监测,是一种能有效提高变压器稳定运行的非电量监测方法.结果表明:光纤光栅油位计中心波长偏移量与储油柜油位变化呈良好的线性关系,线性拟合度均值为0.9996,灵敏度均值为4.7472 pm/dm,能够满足变压器储油柜油位的监测要求.     

A study on solid density primary standard

The accuracy of solid density primary standard is decided mainly by the accuracy of the diameter measurement of silicon sphere. With traditional five-interferogram algorithm to unwrap phase for diameter measurement, the phase steps should be equal to π/2 exactly, but this is almost impossible to achieve in nanometer positioning technique. In order to overcome this defect, we have derived an improved five-interferogram algorithm, which not only keeps the high accuracy of traditional five-interferogram algorithm, but also does not require absolute equal step to unwrap phase. Instead, the improved five-interferogram algorithm only needs measuring phase shifting. Based on the improved algorithm, we have developed a novel interferometer with special etalon, and the cavity length of this etalon can be changed by pressure from vertical direction to realize phase shifting. The accuracy of this interferometer is better than 3 nm and can be improved in future research.