基于光纤熔融拉锥过耦合器和光纤光栅的振动检测研究

介绍了一种用光纤光栅（FBG）作为传感器,以光纤过耦合器作为斜坡滤波器检测振动信号的方法,并给出了光纤过耦合器的输出特性和光谱;通过对光纤过耦合器两路输出光功率的计算,得出在过耦合器一段单调周期内计算结果与波长具有很好的线性关系,同时也阐明了可以根据功率的变化来检测振动信号。设计了一套用于检测振动信号的解调系统,通过实验证明该系统在正弦激励下具有较好的响应。     

光纤耦合器熔融拉锥粘弹性建模与分析

根据热粘弹流变理论和时温等效原理，以广义Maxwell模型模拟高温下熔融光纤玻璃的粘弹特性，建立了光纤耦合器熔融拉锥过程热粘弹数值分析模型，采用热电偶和电位差计测定了气体火焰的温度；并以此温度场作为边界条件，结合有限元软件对光纤耦合器熔融拉锥过程进行热瞬态数值分析，得到了光纤耦合器在熔融拉伸过程中的应力应变场。实验结果表明：当最高温度为1171℃，拉伸速度为0．15μm/s时，最大拉应力为20．0MPa；光纤内部的最大等效应力与拉锥速度呈正比，且在拉伸的过程进行大约0.4s后光纤内部应力达到稳定。     

1310/1550nm熔融拉锥型WDM的研究

介绍了一种以熔融拉锥法制作1310/1550nmWDM的方法。根据光纤耦合机理,从理论上得出了耦合率与拉伸长度之间的关系,并研究了熔融拉锥型1310/1550nmWDM的设计与制作方法,通过大量实验得出,当拉伸长度大约为9.7mm时,可以达到1310nm和1550nm两个波长波分复用的目的。拉锥参数设置对器件的性能至关重要,主要分析了拉伸速率对损耗的影响。实验得出,当拉伸速度为150祄/s左右时,损耗相对较小。     

熔融拉锥控制系统的改进

光纤耦合器是光纤系统中的一种重要无源器件，已广泛地应用于光纤通信网、光纤传感器以及相干光检测中，因此制造符合要求的、性能可靠的、大批量的光纤耦合器越来越受到人们的重视．为了减小加工过程中操作的不一致性，提高系统稳定性和产品成品率，在当前普遍采用的熔融拉锥控制系统的基础上，提出了两点改进方案，即通过增加张力传感装置和图像处理系统，使控制系统的自动化程度更高，从而进一步减少人为因素的影响．实际生产中的结果证明，采用改进后的控制系统，无论是加工标准耦合器还是保偏耦合器，在拥有较好参数的同时，还可以获得更高的成品率．     

光纤耦合器对光谱响应的研究

 通过对耦合的理论分析,模拟了实际的拉锥过程,构建了光纤耦合器对光谱响应特性的理论模型。详细分析了不同熔烧长度和不同拉伸距离对光谱响应的影响,熔烧长度越短,拉锥曲线震荡越剧烈,到达归一化光功率为0.5所需要的拉伸长度越短,会出现更多的震荡包络;拉伸距离越长,产生的包络震荡越多,波长间隔越密,对光谱响应越为敏感,从实验中验证其合理性。这一模型的建立将大大减少实际工作中的盲目性,对光纤耦合器制作有一定的指导意义。     

新型2×2单模双锥光纤耦合器的研制

对２×２单模光纤耦合器进行了理论分析，并介绍了熔锥型单模光纤耦合器的制作及其性能测试．     

光纤熔融拉锥的形状函数

根据体积守恒条件导出光纤熔融拉锥形状函数的微分方程,并由边界条件和有效熔融区长度参量获得方程显解.该解析解能方便、精确和完整地描述不同熔融拉伸过程中光纤锥形的动态变化,以图表形式提供的大量实验数据表明,实验结果与理论计算相当吻合.最后,在已知初始熔融区长度的情况下,该解可以预知在任意拉伸长度下熔融拉锥光纤锥区的直径分布.     

光纤耦合器预拉时熔锥区的热分析

以六轴光纤耦舍机为实验平台,利用热电偶和电位差计测得熔融拉锥时火焰的温度分布,并以此温度场作为温度边界条件,运用有限元方法,对预拉过程的光纤熔融拉锥区温度场进行热瞬态数值分析,得到了温度达到稳定所需的时间(约为10 s),为确定预烧时间提供依据,从而防止由于光纤预热不充分而产生脆断的现象;得到了光纤熔锥区预拉时的温度场分布以及光纤截面温度分布的不均匀性.在火焰区,纤芯的温度低,表层的温度高,温度相差达1.5℃;而在火焰边缘,表层的温度低,纤芯的温度高,温度相差约0.5℃.     

以光子晶体光纤为基质的光纤耦合器的设计

设计了以光子晶体光纤为基质的1550nm波段的双芯光纤耦合器。耦合器双纤芯间距为4μm,空气孔孔径为1μm,孔间距为2μm,一个周期的耦合区长度为900μm。数值计算了光场在该光纤耦合器中的模场演化情况。数值计算结果表明,以光子晶体光纤为基质的光纤耦合器实现了常规光纤耦合器的功能。     

拉锥球透镜光纤和柱状楔形透镜光纤与半导体激光器耦合的比较研究

分析光通信领域光发射次模块中拉锥球透镜光纤和柱状楔形透镜光纤与半导体激光器耦合的技术,建立这2种透镜光纤与半导体激光器耦合的模型。通过数学推导与软件仿真,得到出射波长为1 310 nm,平行结平面与垂直结平面发散角分别为13.00°与38.27°的双异质结激光器与这2种透镜光纤耦合时的耦合效率及多种对准误差的容忍度。同时,将这2种耦合方式的耦合效率、微透镜加工精度要求、纵向间隙与横向偏移容忍度、角度偏差容忍度以及同时存在有横向偏移与角度偏差时的容忍范围进行比较。研究结果表明:柱状楔形透镜耦合效率最大值达96.09%,远高于拉锥球透镜的耦合效率,而与柱状楔形透镜相比,拉锥球透镜在容忍度方面没有显著的优势,总体上,柱状楔形透镜光纤在与半导体激光器耦合中较拉锥球透镜光纤有更好的表现。     

光纤M-Z型交错复用器的性能研究

采用熔接和熔融拉锥两种方法，通过调节臂长差制作出50GHz信道间隔的M-Z型交错复用器．针对实验中信道隔离度难以提高的现象，对影响该性能的主要因素作了分析研究．研究结果对设计制作该类器件及应用有重要的参考价值．     

熔接型聚丙烯土工格室拉伸特性试验研究

土工格室的强度取决于条带强度和节点强度,同时条带生产工艺和节点连接方式对土工格室强度也有一定的影响。通过对拉伸型聚丙烯(Polypropylene,PP)土工格室条带和热熔焊接型节点进行室内单轴拉伸试验,研究试样形状（哑铃形、窄矩形、宽矩形）和试样宽度对PP土工格室条带强度及拉伸变形特性的影响,并比较不同受力状态下熔接节点的失效模式及强度大小。结果表明,3种形状试样的抗拉强度及伸长率从大到小均为宽矩形、哑铃形、窄矩形,试样宽度对PP土工格室条带拉伸性能的影响显著大于试样形状,熔接节点依托于PP条带下的拉伸力学性能表现良好,熔接节点在不同受力状态下的强度从大到小为剪切强度、对拉强度、剥离强度。试验结果可为土工格室的生产、应用以及加筋加固机理的研究提供参考和借鉴。     

光孤子在光纤中传输的实验研究

设定了光孤子传输的实验系统，采用色散搭配技术进行光孤子传输实验，利用光纤光栅滤波器消除DFB—LD的红移啁啾，得到变换限制脉冲。通过比较一阶孤子传输前后的自相关曲线和传输前后的频谱图，说明实验系统成功实现了一阶孤子无畸变传输34km。