一种基于电光晶体材料包层的新型光纤布拉格光栅传感器

设计了一种包层为单轴晶体LiTaO_3的新型光纤布拉格光栅传感器,将一个布拉格光栅分成两半,仅在其中的一半包层上施加电场,另一半保持不变,应用耦合模理论和电光效应原理研究了有外加电场时的传感性能.研究结果表明,由于包层材料的电光效应,布拉格反射峰将由初始的一个分裂成两个,分别对温度和电场敏感.其中无外加电场的一半光栅的温度灵敏度为14.31pm/℃,与之对应的布拉格波长漂移只与温度有关;当电场强度从0v/m增加到400×107 v/m时,有电场的一半光栅的温度灵敏度从14.31pm/℃降低到14.13pm/℃,与之对应的布拉格波长漂移不仅与温度有关,还受到电场强度的影响.因此,应用该传感器可分辨出温度和电场强度所引起的布拉格波长漂移,从而实现了温度和电场的同时测量,尤其在高电压领域具有潜在的应用价值.     

各向异性晶体包层对光纤包层能量的影响

研究了包层为单轴各向异性晶体材料且其主轴沿光纤轴线的光纤模型.针对HE11模,运用矢量精确解法分析了各向异性材料对包层中传输能量的影响.结果表明,各向异性材料折射率对该种光纤芯层和包层中传输的能量影响显著.     

光折变铌酸锂晶体电光、压电效应研究

该文讨论了在外加电场与晶体光轴方向有一定夹角β时光折变铌酸锂晶体的电光和压电效应．并在此基础上研究了光栅衍射效率为0时,外加电场与夹角β和光束偏振之间的关系,从而达到探求最小外加电场实现光开关功能．     

无源光纤脉冲电压电场传感器的研究

研究了一种利用电光晶体的一次电光效应测量脉冲电压和电场的方法,给出了光纤电压电场传感器的基本结构和测量原理,计算和对比了BGO和LN等几种不同晶体对测量灵敏度的影响.利用HP-8011A型脉冲信号发生器做为信号源,进行了初步的设计和测试,实验结果表明LN晶体具有较高的灵敏度、线性度以及较好的频率响应.     

多模光纤包层吸收特性对SMS光纤结构温度特性的影响

基于模式干涉原理,建立了分析多模光纤包层吸收系数随温度变化对单模-多模-单模(SMS)光纤结构透射光谱影响的理论模型,利用此模型进一步分析了多模光纤包层吸收特性对SMS光纤结构温度特性的影响规律.发现不同温度下,多模光纤包层的吸收特性变化仅对SMS光纤结构透射光谱的传输损耗有影响,并且随着多模光纤包层吸收系数随温度的变化率增大,传输损耗的变化增大;而不同温度下,多模光纤包层的吸收特性变化对SMS光纤结构透射光谱的特征谷位置没有影响.从而得到多模光纤包层吸收特性主要影响基于传输损耗变化解调的各类SMS光纤传感器的温度特性,而对基于特征波长变化解调的各类SMS光纤传感器的温度特性没有影响.     

无源光纤脉冲电压电场传感器的研究

研究了一种利用电光晶体的一次电光效应测量脉冲电压和电场的方法,给出了光纤电压电场传感器的基本结构和测量原理,计算和对比了ＢＧＯ和ＬＮ等几种不同晶体对测量灵敏度的影响,利用ＨＰ－８０１１Ａ型脉冲信号发生器做为信号源,进行了初步的设计和测试,实验结果表明：ＬＮ晶体具有较高的灵敏度,线性度以及较好的频率响应。     

金属包层光纤的包层模式

为了研究金属包层长周期光纤光栅(LPFGs)的特性，需要研究金属包层光纤的包层模．根据金属包层光纤的特点，给出了金属包层光纤包层模的本征方程，讨论了这一复本征方程的求解方法，并研究了不同金属包层对包层模传播常数和损耗的影响．结果表明，对低电阻率的金属如金、银等，介电常数的虚部对低阶模的传播常数影响较小，尤其是对HE模影响更小，对铝、镍等影响稍大．金属包层对包层模的损耗，与光波长、包层模序和金属类型有关．介电常数虚部大(绝对值)，而且包层模序也大时，损耗较大．     

外加电场下谐振子量子线的电子拉曼散射

文章研究了外加电场下谐振子量子线的电子拉曼散射.利用有效质量近似,以GaAs材料为例,计算了微分散射截面,结果表明,谐振子频率和外加电场的强度对拉曼光谱均有影响.拉曼光谱的峰值随着外加电场强度的增大而增大;在恒定的外加电场下,与电场方向相同的谐振子频率只影响峰值的大小,而与电场方向垂直方向的谐振子频率还对峰值的位置有影...     

直流电场对岩心润湿性的影响研究

采用 Amoutt法详细分析研究了在外加电场作用下储层岩石润湿性的变化情况 ,并在此基础上进一步考查了电位梯度、电场作用时间和电场作用方向等电场参数对储层岩石润湿性的影响及其变化规律 .研究结果表明 :在外加直流电场作用下 ,可使储层岩石润湿性向亲水方向转化 ,电场方向对润湿性的改变方向和变化程度影响不大 ,但电位梯度和加电时间对润湿性的改变有很大影响 ,随着电位梯度和加电时间增加 ,储层岩石润湿性逐渐向强亲水方向转化 .同时 ,在外电场作用下使储层岩石孔隙孔道的连通性增强 ,油水流动阻力降低、相对渗透率和水驱油效率及原油采收率提高 .     

变形场、煤化度和外加电场对甲烷在煤层中渗流的影响

研究了变形场、煤化度和外加电场对煤物质中甲烷气体渗流的影响.结果表明,外加应力(应变)越大,渗透系数越大;当外加应力相同时,煤化程度越高,渗透系数越小;外加电场越强,渗透系数越大.得到地应力和电效应下的一维达西定律修正式.     

光纤激光器的发展与应用

本文对光纤激光器的现状、发展和应用进行了综述。光纤激光器从掺杂稀土元素发展到掺杂过渡族金属元素;掺杂方法从单纯化学气相沉积(Chemical VaporDeposition,CVD)发展到气相、液相、溶胶-凝胶(sol-gel)和改进的化学沉积(MCVD)等;光纤结构从单包层、双包层到今天的多芯双包层光子晶体光纤;激光功率已经到几十千瓦,光子晶体光纤激光器的功率也已超过1.5 kW。目前,它们广泛应用于造船、航天、机械、电器、汽车、化工等多个领域。新光纤技术的成功,必将推动多种产业的快速发展。     

长周期光纤光栅包层模场分布及其耦合系数

基于简化的三层模型分析了单模光纤的包层模理论。研究了长周期光纤光栅的包层模块分布及其与基模的耦合系数。利用计算机建模,采用Ｍａｔｌａｂ对实用的ＳＭＦ－２８＾ＴＭ单模光纤进行模拟分析,得到了一阶不同次的层包模在沿光纤半径方向的光密度分布情况,及其与纤芯内的基模耦合系数的计算结果。证明了一阶低次奇、偶包层模在光纤纤芯内部的能量分布具有不同的特点,奇次包层模在纤芯内的能量远大于偶次包层模,因而奇次包层模     

单轴晶体为内包层的双包层光导纤维HE_(11)模的特性研究

研究了以单轴晶体为内包层 ,且晶体光轴沿光纤轴线 (Z轴 )方向的双包层光纤的传输特性 .给出了 3个区域中电磁场满足的波动方程及其解 ,得出了矢量模的精确特征方程 .重点研究了晶体主轴折射率比 kcl,几何参数 S,光学参数 R对 HE11模色散和截止特性的影响 .研究结果发现晶体主轴折射率比 kcl对 HE11模的传输和截止特性有显著影响 .研究结果对利用该类双包层光纤设计新型无源光器件具有重要的参考价值 .     

光电集成电场传感器的设计

基于光电集成技术的电场传感器具有良好的抗电磁干扰能力和很快的响应速度。为了能够测量高电压电力系统中的瞬变电场,该文在基于光电集成技术的电场传感器工作原理的基础上,提出了一种适用于强电场测量的光电集成传感器设计方案。该文将电场传感器分解为调制器和偶极子天线,给出了传感器的等效电路,分别计算了调制器和偶极子天线的参数,最后对电场传感器传递函数的幅频特性及最大可测电场进行了计算。分析计算的结果表明,所设计的电场传感器最大可测电场幅值接近106V/m,同时具有较好的频响特性。     

双包层As2Se3硫化物光子晶体光纤受激布里渊散射慢光

研究了双包层As₂Se₃硫化物光子晶体光纤内、外包层结构对受激布里渊散射慢光特性的影响.在分析双包层As₂Se₃硫化物光子晶体光纤结构对布里渊增益谱的影响时,考虑了声场的高阶模式.研究结果表明,内包层占空比的变化对慢光特性影响较大,随内包层占空比的增加,布里渊增益谱的主峰逐渐降低,第二个峰值逐渐上升,时间延迟量增加,布里渊增益的变化趋势与其相似.但这些特性受外包层占空比的变化影响较小,布里渊增益谱的第二个峰值略微上升,而时间延迟及增益变化很小.因此双包层As₂Se₃硫化物光子晶体光纤的慢光特性受内包层占空比影响较大.而与内包层相比,这些特性受外包层占空比的影响较小.     

带隙型光子晶体光纤及其分析方法

光子晶体光纤是近年来出现的一种新型光纤,其特点是包层排列有规则或随机分布的波长量级的空气孔。包层中的微结构使得光子晶体光纤能够呈现出许多传统光纤不具备的特性,其在光通信领域具有极大的应用前景。文章从光子晶体的概念出发,概述了光子晶体的特征,通过引入光子晶体光纤的概念,介绍了光子带隙型与全内反射型光子晶体光纤的基本结构及导光原理。同时文章简要分析了带隙型光子晶体光纤的各种主要理论研究方法,并对其做出了相应的评价。     

双包层型光导纤维中光功率的分布

研究了涂层作为内包层,环境作为外包层并具有两种不同的折射率分布所构成的双包层阶跃型光纤的光功率分布。在弱波层近似下给出了特征方程及光功率的表达式。通过计算机模拟与分析得出的结果表明纤芯表面上所担载的涂层厚度对光功率的分布有着明显影响,且呈现出周期性变化。不同条件下,具有不同的周期和变化规律,此结果对该类双包层光纤传感器以及光纤担载型的光催化反应系统的设计提供了理论依据。     

双轴晶内锥折射的理论分析

从晶体的简正模方程出发,求得在双轴晶体中光轴方向,及当光线沿光轴方向行进时所对应的电场矢量和电位移矢量,并通过几何作图,证明所有折射光线在晶体内均在同一锥面上。     

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。     

特种光纤及器件研究

特种光纤及器件在光纤通信、光纤传感、光纤激光等领域有非常广泛的应用.近年来,上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室将纳米技术与特种光纤及器件相结合,开展了特种纳米半导体掺杂光纤、抗辐射光纤、包层模谐振光纤以及量子点光纤放大器等方面的研究,并探索了它们在宽光谱光放大、特种光纤传感器等方面的应用.