塑料光纤传光研究

塑料光纤POF之所以能传光是因为光纤具有芯皮结构,光在POF中传输是按全反射原理进行的,光在SIPOF中的传输方式为全反射式锯齿型,光在GIPOF中的传输方式为正弦曲线型;侧面发光POF和荧光POF也是按全反射原理进行传光的,对于单芯侧面发光POF多是由非固有损耗导致侧面发光,而对于多芯侧面发光POF则是由弯曲损耗产生侧面发光的。荧光POF经过特定波长光激发后发出特定波长的光,且激发光不仅可从端面入射,且可从侧面入射。     

激光表面粗糙度检测光纤传感特性研究

就表面粗糙度检测的光纤传感系统和光散射法测量表面粗糙度原理及光学设计中的某些关键技术进行了讨论，对激光光源的光强波动和背景杂散光干扰的抑制等实际问题进行了一些技术性探索     

湿腐蚀法制备U形塑料光纤折射率传感器

为提升折射率测量灵敏度、方便测量,通过湿腐蚀法制备了高灵敏度的U形塑料光纤折射率传感器.从理论上分析了多模塑料光纤宏弯曲折射率传感器的原理,利用射线法对塑料光纤中传输光场进行近似,获得多模塑料光纤宏弯曲模式损耗的表达式.采用丙酮和甲醇混合溶液作为腐蚀剂,利用湿腐蚀法对塑料光纤进行处理,观察不同腐蚀剂浓度腐蚀后光纤表面形...     

氟化梯度折射率塑料光纤带宽特性计算

基于氟化聚合物梯度折射率圆对称塑料光纤(PF-GIPOF)的传输参量计算,分析其传输特性,推导出频域基带功率传输函数,得到一种参数完整的色散计算模型.理论分析了光源特性、模式时延和模式损耗对带宽的影响并对色散进行拟合和计算.在波长和激光斑半径相异的光源激励下,对不同长度、不同折射率指数的PF-GIPOF的频率响应进行仿真验证.理论计算和实验结果表明,200 m长的PF-GIPOF在1 300 nm工作波长下,半径11.76μm的激光斑激励出的传导模最少,由于差分模式损耗作用,系统带宽提升了3.56 GHz,在α=2.16的折射率下可以得到最大的带宽优化.该计算模型可有效地用于PF-GIPOF通信系统的参量选取和带宽预测.     

塑料相位光栅型波分复用/解复用器的设计

采用模压成型的塑料相位光栅作为波分复用/解复用器的分光元件,根据矩形相位光栅衍射公式,理论分析和仿真其衍射效率和信道分离情况.研究结果表明:对于一定刻槽深度的塑料相位光栅,+1级衍射效率和入射角的关系与理论分析结果一致,即对于采用的波长分别为575,625,675nm的入射光,当刻槽深度为200nm时,+1级衍射效率最大值所对应的入射角为25°左右,此时衍射效率理论值最大可达0.79;信道间隔为50nm时,从探测器观察其光斑间隔为230μm左右,大于光纤直径(200μm),能有效实现光波分离,可应用于塑料光纤波分复用系统.     

微纳光纤-金膜-氟化镁结构的光纤SPR温度传感器研究

为了提高光纤表面等离子共振温度传感器检测的适用条件，减少传感器对待测传感参量折射率的限制，避免引入对温度敏感的低折射率媒介，本文中将具有大倏逝场的微纳光纤放置于蒸镀金属膜的氟化镁衬底上，得到光纤表面等离子共振温度传感器结构。结果表明：通过使用传输矩阵的理论模型计算该结构中光纤折射率和氟化镁折射率变化对透射率影响，结合光纤和氟化镁的热光系数，分别得到约118、35 pm/℃的温度灵敏度，在光纤折射率增大对透射谱产生蓝移和氟化镁折射率增大对透射谱产生红移的共同作用下，该传感结构综合得到约153 pm/℃的传感器灵敏度。通过计算明确金膜厚度、光纤直径和光纤-金膜接触区宽度等不同的结构参量对透射率的影响。     

色散平坦光纤中的超连续谱

利用光纤中的超连续(SC)谱展宽技术,能够在很宽的光谱范围内同时获得多个高重复率、多波长超短脉冲,是一种有效的超短脉冲光源产生方法.本文利用重复频率为13.9MHz,脉宽1.5ps的超短脉冲泵浦色散平坦光纤(DFF),在三阶非线性效应(自相位调制、交叉相位调制、受激喇曼散射)和色散联合作用下得到总宽度510nm以上的SC光谱,并在宽150nm的谱段内获得不平坦度小于±0.25dB,且覆盖全部L波段的SC谱;用可调谐滤波器在此区段谱切片滤波,并得到脉宽基本相同的接近变换限的超短脉冲.     

“全国箢四届塑料光纤、聚台物光子学会议”正在征文

由中国光学学会纤维光学与集成光学专业委员会主办，燕山大学、中国计量学院承办的“全国第四届塑料光纤、聚合物光子学会议”将于2008年7月28-31日在秦皇岛市南戴河国检宾馆召开。此次会议旨在交流我国在塑料光纤、聚合物光子材料及其功能器件方面的最新成果，探讨新的发展方向，为新老学者提供探讨新思想、交流新技术的平台，促进本领域的科技创新和科研成果产业化、服务于国家发展和需求。会议征文内容如下。     

光子晶体光纤中基于SBS实现慢光的数值模拟

通过运用四阶龙格库塔法和特征线法对基于光子晶体光纤的受激布里渊散射耦合方程组进行数值求解,讨论不同纤芯直径的光子晶体光纤在相同的Stokes波功率和相同的Stokes波强度下对受激布里渊散射慢光产生的影响,发现芯径越小PCF的时延特性越好,但是伴随着较大的脉冲展宽,对于Stokes波脉冲,较小的输入Stokes波功率具有更大的时延.考察不同的脉冲宽度对光子晶体光纤中的慢光的影响,发现较短的脉冲具有更大的相对时延并伴随着较大的脉冲展宽.通过改变小芯径光子晶体光纤的占空比,讨论光子晶体光纤的结构变化对受激布里渊散射慢光的影响,发现小芯径PCF的占空比越小,对应的SBS慢光的时延越大,脉冲展宽也越明显.以上结论可以为慢光缓存器的设计提供理论参考.     

基于塑料光纤监测硝酸钾溶液的温度和溶解度

设计了一种利用塑料光纤实时监测硝酸钾溶液升温过程中的溶解度和温度的实验装置.利用硝酸钾溶液折射率随浓度改变和塑料光纤受热膨胀两种机制,实现了对溶液温度的实时监测.通过研究温度和溶解度的关系,可以同时监测硝酸钾溶解度.结果表明,在25℃~70℃范围内,输出改变了5dB,测温曲线线性度为0.998 5,溶解度曲线线性度为0.991 5.     

A single TiO2-coated side-glowing optical fiber for photocatalytic wastewater treatment

Progressively more stringent environmental regulations have created a growing demand for developing processes to degrade both gaseous and aqueous contaminants in a more environmental-safe and cost effective manner. In the past decade, TiO2-based photocatalysis has been consid-ered to be a promising candidate for environmental puri-fication applications due to the powerful oxidation strength, chemical stability and nontoxicity of TiO2[1,2]. For continuous use of it in photocatalysis to the rem…     

聚甲基丙烯酸甲酯塑料光纤本征损耗的计算

针对塑料光纤损耗较大的缺点,分析了塑料光纤的各种损耗因素,对聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）塑料光纤中C-H谐波振动吸收损耗波谱进行了模拟计算,结合瑞利散射损耗、电子转移吸收损耗的分析与定量教育处,首次模拟出PMMA塑料光纤本征损耗的波谱图,并计算出不同波长下PMMA塑料光纤的本征损耗,模拟结果与资料报道的实验数据一致,这为降低塑料光纤损耗的研究提供了重要的理论依据。     

光通信用塑料光纤的性能及系统应用

随着用户对数据通信需求的日益增大，传输数据容量正在迅速增长，网络运营商都在积极发展高速传输系统，为此急待一种新型传输介质来适合短距离高速传输要求。目前在计算机网络通信中光纤通信具有无可比拟的优势，它具有传输速率高，抗电磁干扰能力强和安全保密性好等优点。但由于石英光纤的易碎性，难以连接和价格高等原因，并不适合在短距离通信中应用。近年来国外一些著名大学和研究机构竞相开发价格便宜、接续简捷、工作可靠的塑料光纤和通信系统。本文通过对新型塑料光纤的性能分析，得出结论，塑料光纤以其较高的性能价格比将广泛应用于短距离通信中。     

测量光纤吸收损耗和散射损耗的一种简单有效方法

我们使用光声光谱方法研究了光纤的损耗。在理论上分别给出了光纤的吸收和散射所产生的光声信号的表达式，以及吸收系数和散射系数的计算公式。测量了在５１４．５ｎｍ和６３２．８ｎｍ波长上的光吸收和光散射的光声频率特性曲线及校正绝对吸收系数用的康铜丝的光声频率特性曲线，其实验曲线斜率均与理论计算值接近。我们也计算了芯径为０．８ｍｍ，长略大于２０ｃｍ的塑料光纤在６３２．８ｎｍ的吸收损耗为９．２９ｘ１０－４ｃｍ－１（合４０６ｄＢ／Ｋｍ），这与国外报导的吸收损耗的测量结果一致。     

非线性光学效应在光纤通信中的应用研究

为了研究非线性光学效应在光纤通信中的应用,首先阐述了非线性光学的定义,探讨了非线性光学在光纤通信方面的应用发展．指出其研究展望．着重数值模拟了非线性光学效应在光纤通信中用作光纤拉曼放大器时的物理过程．结果表明：基于Chraplyvy模型能够较好地模拟出受激拉曼散射作为光纤拉曼放大器原理的过程．并且其程序运行效率高于采用洛仑兹模型．结论与文献相比有新的进展,为非线性光学的进一步理论、实验和应用研究提供了参考．     

基于双斜坡法的光纤应变快速测量方法

为了提高基于布里渊散射的光纤应变测量的实时性,将仅根据两个工作点布里渊增益计算布里渊频移的双斜坡法用于光纤应变测量。介绍了双斜坡法的基本原理,基于仿真布里渊谱研究了左右两侧工作点选择对布里渊频移计算准确性的影响规律,确定了最佳的工作点。基于确定的最佳工作点和不同信噪比的布里渊谱,研究了信噪比对双斜坡法和最小二乘拟合法准确性的影响规律。结果表明,双斜坡法的两个工作点围绕光纤沿线布里渊频移的均值对称时误差最小;随两个工作点频率之差的增加布里渊频移误差先减小后增大。相似准确性下双斜坡法的布里渊谱测量时间仅为最小二乘拟合法的1/30左右,布里渊频移的计算时间仅约为后者的1/480。     

氘化、氟化对塑料光纤损耗性能的影响

利用Morse势能理论,计算了不同化学键C-X（X分别为H、D、F）的振动吸收损耗,发现在波长小于3000nm时,C-H键的损耗最大,C-D键的次之,C-F键的最小;在波长大于3000nm时,C-F键的损耗超过C-D键的,因为塑料光纤本征损耗主要是C-H的振动吸收损耗,如果用D、F替代塑料光纤材料中C-H的H,C-X在可见光区及红外光区的振动吸收损耗就能显著降低,利用氘化、氟化的聚合物材料可制备出损耗小于10dB/km的低损耗塑料光纤,研究结果为降低塑料光纤损耗提供了新的理论依据。     

具有参考信号的反射式光纤液位传感器

描述了一种具有参考信号的反射式光纤液位传感器,它是利用光纤的输光反射原理测量液痊。一根光纤将一束光投射到油面,另一根光纤接收从油面反射回的光,再用一根参考光纤沿着与发送、接收光纤同样的路径传输由发光二极管ＬＥＤ发出的光。再通过反射信号与参考信号的比值运算,有效消除了由于非测量的光强度变化造成的干扰。该液位传感器的测量距离范围是７０ｍｍ～１７０ｍｍ,精度可达１％。     

掺镱光纤激光器时域特性的研究

利用光纤的非线性效应－受激布里渊散射（SBS）和二色镜的选频利用,以国产的激光二极管作泵浦源,在掺镱光纤激光器中得到了稳定的自调Q光脉冲输出,脉冲重复频率为29．4MHz,脉冲光宽度约为2ns。