光纤光栅传感器的现状与发展

概述了近几年国内外在光纤传感器领域的研究热点－光纤Bragg光栅传感器的发展与现状,这种迅速发展的功能光纤传感元件具有其它种类的光纤传感器无可拟的优点,给出了光纤Bragg光栅的基本光学特性,光纤光栅的制作技术,光纤光栅传感器的工作原理,对温度和应变的灵敏度分析以及波长位移信号的解调技术等,最后描述了其前景和主要研究方向。     

光纤Bragg光栅在结构健康监测中的实验研究

利用光纤Bragg光栅检测精度高、稳定性好、可集成网络系统等优点，以平板结构为研究对象，建立了平板的有限元理论模型和实体模型，并得到了平板受力的应力分布图，确定了光纤Bragg光栅在平板上粘贴的位置．并用光纤Bragg光栅和电阻应变片检测了平板在相同荷载作用下不同位置的应变响应特性．实验表明，光纤Bragg光栅可非常灵敏地感应微小应变．     

短周期与长周期光纤Bragg光栅约化波动反射谱分析

对光纤Bragg光栅的短周期与长周期特性进行了研究，提出了Bragg光栅约化波动方程，得到三种光栅的反射谱函数，根据Bragg光栅反射特性介绍了其在光纤通信中的应用前景。     

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。     

基于光纤混沌激光FBG压力传感的实验研究

基于非线性克尔效应,通过调节泵浦电流及环形腔内光的偏振状态实验验证了环形掺铒光纤激光器混沌的输出。结合光纤Bragg光栅(FBG)与环形掺铒光纤混沌激光器,利用混沌的类似detla函数特性,验证和分析了基于掺铒光纤混沌激光器的分布式光纤Bragg光栅传感系统。实验结果表明,利用参考混沌光与反射的混沌光之间的互相关特性,可以准确的判断出光栅串中每个光纤Bragg光栅的位置,通过可调谐滤波器很容易获得受压后光纤光栅中心波长的改变量。     

全光纤分光转动拉曼测温激光雷达探测性能优化

采用光纤Bragg光栅的耦合模理论和转动拉曼激光雷达的温度反演算法,优化全光纤分光转动拉曼测温激光雷达系统的探测性能。以光纤Bragg光栅高斯型谱为基础,构建以光纤Bragg光栅为核心的全光纤分光系统的参数优化模型,以1.5km高度处大气温度的统计误差为优化目标进行仿真分析,得到光纤Bragg光栅的中心波长和半峰值带宽的优化值;为了使均匀光纤Bragg光栅的光谱旁瓣与大气分子的纯转动拉曼谱线匹配,局部优化光纤Bragg光栅的Bragg波长、平均折射率变化和光栅长度等结构参数,以构建光纤Bragg光栅加工系统及设置初始加工参数。结合望远镜耦合效率的仿真结果,分析了全光纤分光转动拉曼激光雷达的探测性能。仿真结果表明,全光纤分光转动拉曼激光雷达系统在高度1.5km处的统计温度误差可达1.3K。     

光纤Bragg光栅温度补偿封装

采用负温度系数材料对光纤Bragg光栅进行温度补偿封 装处理. 结果表明, 未封装的光纤Bragg光栅的温度系数为0.01 nm/℃量级, 封装后则为 0.000 2 nm/℃量级, 达到了实用化要求. 并且封装后的 光纤Bragg光栅具有体积小、 重量轻、 实用性强等特点.     

光纤光栅传感在桥梁工程中的应用

分析了光纤Bragg光栅传感器的基本原理,对目前光纤Bragg光栅传感器在桥梁结构健康监测中的应用情况进行了讨论;探讨了光纤Bragg光栅传感器在研究和应用过程中存在的问题并适当提出了解决方案．     

光纤Bragg光栅传感器在土木工程中的应用

在介绍了光纤Bragg光栅传感器的基本原理和解调方法后，对光纤Bragg光栅传感器在土木工程中的国内外的应用作了详细的综述，探讨了光纤Bragg光栅传感器用于土木工程检测时的一些关键问题，指明了其广阔的应用前景。     

光纤Bragg光栅的制作及其应用

光纤Bragg光栅是一种新型的光无源器件,伴随着制作技术的成熟,已成为当今的研究热点问题。根据学校对光纤Bragg光栅所开展的研究,该文介绍了光纤Bragg光栅的制作方法、在光纤激光器中的应用以及光纤Bragg光栅传感器测重实验。指出高校应紧紧围绕科技前沿研究开设实验,以达到开阔学生视野,培养社会急需高科技人才的目的。     

光纤传输系统中的SPM 与XPM 效应分析

由于光纤具有非线性传输特性，根据光纤中的三阶非线性效应(Kerr效应)导致的材料折射率的改变，分析了自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)效应的产生机理，指出了由于一个波长的功率变化会引起同一光纤中其它波长光信号的变化，以及采用这种现象实现光纤孤子传输及全光波长变换(AOWC)的方法。     

全光网络中的光开关技术及应用

在整个光通信系统中，光开关是较为重要的光无源器件，在光网络系统中可对光信号进行选择性操作。光 开关的研究日益成为全光通信领域关注的焦点，总结了光开关在全光网络中的应用，介绍了光开关的基本工作原 理及光开关技术的进展。     

当代光纤和光器件技术

全光网络是当今光通信的最高形式 ,它的普及关键在器件。文章论述光网络中的全波光纤、光纤放大器、DWDM光源、全光波长转换器OTU、光开关与光路由器、光分插复用器OADM等几个核心器件当前的研究动向     

光分组交换网络技术展望

综述了当前光网络向高速大容量、智能化和向分组交换转变的发展趋势。介绍了在光域上直接实现数据包的传送、路由、波长变换、存贮和转发的光分组交换技术的优点和目前能够实现光分组交换的几种解决方案 ,包括光突发交换、光标记交换和全光时分复用交换等。光分组交换的核心是光信号处理技术。由于当前缺乏光子存储器和光子集成芯片 ,该技术还处于探索阶段 ,有待光子学新概念和新器件的突破。因此 ,不失时机地开展对光分组交换技术的研究是实现创新与跨越发展的机遇和挑战     

球锥形端面光纤在光耦合中的作用

本文叙述了球锥形端面光纤在与双异质结面发光二极管耦合中的作用。这种端面光纤与平端面光纤、球形端面光纤相比,耦合效率高,而且可扩大装配容差。具有这种形式端面的单模光纤在与光纤耦合中也能得到满意的结果。     

光纤干涉器中的微波频率响应

根据非相干光传输理论,对光强调制信号在光纤干涉器中的传输过程进行较系统理论分析和计算机仿真,得到了微波信号在光纤Mach-Zenhder光纤滤波器、单耦合器光纤谐振环和双耦合器光纤谐振环中的传递函数,采用数字滤波器的理论方法,给出了相应器件取得零点、极点所需要的条件,并据此详细分析了光纤干涉器中的微波频谱特性,为不同类型微波光子滤波器的设计提供了结构和理论基础.     

光纤气体传感机理研究

研究了光纤CO2气体的传感机理。根据扰模理论,讨论了光纤纤芯和包层与外界介质之间的能量转换关系,并用CO2作扰动气体,进行光纤CO气体传感实验,得到光纤CO气体传感灵敏度及回归曲线。结果表明,对于不同的扰动程度,光纤传感的灵敏度与扰动有一定的线性关系。用光纤做成的CO2气体传感器结构简单,可应用在许多领域。     

换流阀触发光纤故障分析与电场仿真

由于光纤具有抗电磁干扰、高带宽、高绝缘等特性,在换流阀通讯和晶闸管触发中,占据重要的地位。针对换流阀触发光纤故障的现场实例,首先通过对光纤故障点处宏观及微观的形貌分析,确定了光纤故障类型为局部放电,随后利用有限元法对换流阀屏蔽罩及光纤进行了等比例建模及电场计算,分析了光纤故障点处出现局部放电的原因。结果表明,当光纤轴向电阻率分布不均匀时,易与相邻光纤发生局部放电;当光纤在安装过程中,没有被光纤盖板钳制电位时,光纤与盖板之间极易发生局部放电。本文结果可为换流阀触发光纤的安装提供一定的技术支持。     

全息光学头中 HOE 设计研究

分析了全息光学头的系统结构及伺服机理,对关键元件ＨＯＥ槽纹的轮廓进行优化设计,在保持光学头性能不变的情况下,得到较高的光能衍射效率     

光隔离器隔离度的理论分析

针对影响光隔离器性能的诸多因素，基于磁致圆偏振二向色性（MCD）的理论，利用琼斯矢量和矩阵光学的方法分析了法拉第旋转角精度，材料本身的吸收以及MCD对偏振相关型光隔离器隔离度的影响，得出了它们与光隔离器隔离度的解析表达式，研究结果对光隔离器的优化设计具有一定实际意义。