低临界入射光功率的光学双稳态

从热传导理论、法布里-珀罗(F-P)腔和光学双稳态理论出发,推导出产生光学双稳态的临界入射光功率的公式。讨论了F-P腔反射镜R_F及R_B的最佳选择,同时也讨论了F-P腔夹层的非线性介质材料、腔长等的选择。理论上可使产生光学双稳态的临界入射功率小到几微瓦。     

微空气隙结构的法布里-珀罗光纤传感器

提出了一种简单的F-P腔传感器制备方法。通过化学刻蚀和焊接的方法形成一个空气隙,理论和实验都表明,该种F-P腔结构的光纤传感器精度高、灵敏度高。     

腔损耗对光纤F-P腔传感器腔定位的影响分析

讨论了引起光纤F-P腔干涉反射光损耗的因素．分析了光强损耗对腔定位参数的影响．实验表明．理论分析得到的腔定位参数值可以作为制作其它光纤F-P腔传感器时的参考值．这种光纤F-P腔传感器测量外界应变具有测量精度高、分辨率大、动态范围广、线性度好等优良特征．     

均匀光纤光栅法布里-珀罗腔反射峰值波长分析

从均匀光纤光栅法布里-珀罗腔(F-P腔)的工作原理出发,通过引入等效F-P腔长,分析推导出了其反射峰值波长表达式,得到反射峰间隔及其主带宽内的谐振峰数,并且从物理意义上进行了解释。在耦合模理论和传输矩阵法的基础上,通过MATLAB编程进行了数值模拟仿真,并以两种方式改变等效F-P腔长来分析其对反射谱的影响。模拟仿真结果表明,等效F-P腔长的引入对公式起了关键性作用,它等同于均匀取样光纤光栅(USFBG)反射峰值波长表达式中的取样周期,验证了理论分析的结果。     

啁啾光纤光栅F-P腔的滤波特性

提出用啁啾光纤光栅构成F-P腔滤波器,用传输矩阵法讨论了F-P腔的反射系数与啁啾光纤光栅参数的关系,并用matlab编程进行了数值计算．结果表明,光纤光栅的啁啾系数和F-P腔的腔长对F-P腔滤波器性能有显著影响．     

基于均匀光纤光栅F-P腔温度传感器的设计

论述了均匀长周期光纤光栅和布拉格光纤光栅的反射特性,提出用均匀长周期和布拉格光纤光栅形成F-P腔,给出了F-P腔的反射率公式,用Matable计算了F-P腔中心反射波长随温度的变化,并用实验进行了测量．设计出用均匀光纤光栅F-P腔作为传感元件的温度传感器系统,并对温度变化进行了测量．结果表明,均匀光纤光栅F-P腔的中心反射波长与温度具有良好的线性关系,传感器系统的温度测量误差在±0．4℃以内．     

用光纤连接的双F-P干涉仪传感系统

研制了一个由双F-P腔及有关电子系统组成的远距离传感系统,系统中多模光纤将白光传送至远处的传感双F-P腔,并将传感F-P腔的透射光送回至参考F-P腔,该透射光由一可调参考F-P腔进行分析以确定两腔间距是否相等,一个相对简单的闭环控制电子系统用来使参考腔间距跟踪传感腔间距变化,因此,传感腔间距的测量能通过测量参考腔间距得到,而参考腔间距则通过测量高压放大器输出电压而获得.     

采用F-P光学腔的外腔半导体激光器锁相稳频方法

针对外腔半导体激光器出射光频不稳定的问题,提出了一种将Fabry-Perot(F-P)光学腔与锁相放大器相结合的稳频方法,将激光器出射光频稳定在F-P光学腔的平均腔长相对应的谐振频率上。信号发生器驱动F-P光学腔的腔长按照正弦规律变化,光电探测器将透过F-P光学腔的光信号转化为电信号,锁相放大器将这一电信号与信号发生器的驱动信号进行混频经低通滤波后得到光学腔谐振信号相位误差。利用这一相位误差信号,通过PID控制器对激光器内腔电流和外腔PZT驱动电压两种不同的反馈方式进行反馈控制,实现稳定的输出光频。理论推导出光学腔谐振信号相位误差与激光器波长变化关系,选用F-P光学腔透射峰值时间间隔τ的标准偏差作为评价频率稳定度指标。通过实验验证,选用外腔PZT驱动电压的反馈方式,能将外腔半导体激光器的光频稳定性提高约80%,该方法具有简单高效的特点,并且可以实现较长时间的频率稳定,也能够适用于不同波长的激光器稳频。     

F-P腔光纤传感器研究

讨论了本研究小组有关F-P腔光纤干涉型传感器多参数测量的研究进展。在单模光纤与薄膜或空气间隙等构成的法布里-珀罗腔结构基础上,分别发展出基于F-P腔干涉和基于F-P腔调制菲涅尔反射的温度、液体和固体折射率光纤传感器。理论分析和实验均证明,温度的变化可转化为干涉光谱波峰或波谷中心波长的偏移测量,通过干涉光谱的条纹反衬度可解调出液体或固体折射率。光纤干涉型传感技术可拓展其它功能,是高端领域传感测量的发展方向。     

基于F-P腔的波长可调谐光分插复用器

研制了一种基于F-P腔滤波器的波长可调谐光分插复用器（0ADM）,它由四个光纤准直器、一个腔距可调的F-P腔和一个压电陶瓷微位移器（PzT）组成,F-P腔与PZT配合形成一个可调谐光滤波器．对光分插复用器进行了实验研究,并对该器件的串扰特性进行了详细的分析与计算,提出了减小串扰的改进方案．实验中得到的上／下载信道隔离度大于33dB,与理论计算结果相符．这种新型OADM具有结构简单、可调谐范围大、隔离度高、成本低等特点,可广泛应用于各种WDM光网络．     

基于FFT-COSS的光纤F-P传感器解调算法

针对光纤Fabry-Perot(F-P)传感器的解调，提出一种基于快速傅里叶变换与余弦相似度(FFT-COSS)的腔长解调算法.首先利用快速傅里叶变换确定腔长的粗测值，然后结合余弦相似度算法求取精确腔长值，作为F-P腔的最终解调结果.仿真结果表明，FFT-COSS算法将解调误差控制在±0.2nm，单次解调的平均时间控制在1s.将该算法应用于石墨烯与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)混合膜制作的薄膜式F-P传感器微压测试系统.实验结果表明，FFT-COSS算法的拟合度达到0.9908，腔长分辨率优于0.6218nm，单次解调的平均时间控制在1s，与仿真结果相符.     

油井下用光纤温度压力传感器

研制了一种基于光纤F-P腔与光纤Bragg光栅的温度压力传感器,用于监测油井下的压力和温度。该传感器通过F-P腔腔长的变化监测油井下压力,通过光纤Bragg光栅反射波长的变化监测油井下温度。传感器测压范围0~69 MPa,实验测试和标定结果表明,传感器的压力响应与F-P腔腔长呈良好线性关系,线性拟合度为0.999 999;传感器测温范围5~175℃,温度精度±1℃。实际应用证明,该传感器可实时在线监测井下压力和温度状况,运行正常。     

非本征光纤F—P传感器制作工艺

分析非本征光纤F-P传感器制作工艺上存在的问题,对传感器工艺制作进行了研究,设计了半自动光纤F-P腔调节工作台,利用光纤五维调节架对光纤进行插入和对准,提高了光纤F-P传感器制作的速度和质量。     

腔型可变的有理数谐波锁模光纤激光器实验研究

本文提出并分析验证了一种腔型可变的锁模光纤激光器结构。方案中,简单改变电光调制器的位置可以分别实现环形腔和法布里-珀罗（F—P）腔的主动锁模激光器。实验中重点研究了两种结构下有理数谐波锁模的效果,通过比较可以看出在F—P腔结构下,腔内光脉冲先后两次经过调制器,受到两次不同深度的调制。此时调制器既作为锁模器件又作为脉冲幅度均衡器件。F—P腔结构的锁模激光器在保持传统锁模激光器输出波长连续可调的优势基础上,对锁模输出脉冲的幅度均衡有改善作用,并且有利于产生更高频率的锁模脉冲输出,实验中产生重复频率为调制频率六倍的锁模脉冲。     

用半导体激光器作调制器的波长连续可调谐锁模光纤激光器

将F－P LD与环形光纤激光器结合起来，以LD作为调制器，与M－Z干涉型调制器相比，大大减小环形腔内的损耗，在较低的增益下仍可得到稳定的锁模脉冲。并通过改变LD工作温度实现激光波长连续调谐，调谐范围1nm。所得脉冲重复速率约为2GHz，脉冲宽度平均50ps。