布拉格光纤光栅等效芯径和折射率的测量

提出一种通过布拉格光纤光栅传输谱线计算其纤芯直径和折射率的方法.实验中采用较短波长的相位掩模板及紫外光照射载氢的单模光纤来写布拉格光栅.通过测量LP01模与反向传输的LP01、LP02模耦合所对应的损耗峰,并将对应的两中心波长分别带入色散方程,来计算同时满足布拉格光栅相位匹配条件的解,即可求出该光纤光栅纤芯直径和折射率.这种方法为测量光纤光栅参数提供了一种新的途径.     

长周期光纤光栅的耦合模理论

为了分析长周期光纤光栅的耦合机制和光栅特性，基于耦合模理论，对长周期光纤光栅中纤芯导模与包层模间的模式耦合进行了研究，推导出长周期光纤光栅的传输率、耦合系数等多个公式；基于Matlab软件编程，研究得到比较可行的长周期光纤光栅传输谱仿真模拟方法，模拟结果与实验观测相符。     

多模光纤布拉格光栅的纤芯模式转换的数值模拟

根据耦合模理论,数值模拟了多模光纤布拉格光栅的倾斜角度对纤芯基模向纤芯高阶模式的转换问题.反射光谱的数值计算中,假定只有LPo01模式激发情况下LP01模式与LP11模式的转换.     

色散补偿啁啾光纤光栅耦合模方程理论探讨

对色散补偿啁啾光纤光栅耦合模方程进行了理论研究,提出了耦合模方程的一种解法。讨论了光纤光栅的透射率和反射率是位置函数的问题,进一步研究了啁啾光栅色散补偿器的耦合系数和色散系数。研究结果表明：啁啾光纤光栅的反射率不仅与光栅的模式耦合系数有关,同时也与变周期有关;减小光栅的模式耦合系数可以增大耦合效率和提高光栅反射率。对于色散补偿器来说,它的带宽必须大于光脉冲的带宽,啁啾光栅的带宽越窄,它的色散系数就越大。     

光子晶体光纤光栅在传感器系统中应用研究

光子晶体光纤光栅是一种新型的无源器件,可广泛用于光纤通信系统、光脉冲压缩、传感器及滤波装置中.采用耦合模理论对光脉冲在光子晶体光纤光栅中传播进行分析,给出光子晶体光纤光栅的制作方案,提出了光子晶体光纤光栅在压力传感器、折射率传感器、应变传感器和射流传感器等方面的具体应用.光子晶体光纤光栅对温度的敏感性比传统单模光纤传感器要低2至3个数量级,光子晶体光纤光栅传感器系统不需要温度补偿,传感器系统更为简洁而具备充分的优越性.     

长周期光纤光栅模式与耦合系数的研究

从耦合模理论出发,采用三层介质光纤模型,用数值计算的方法分析了长周期光纤光栅纤芯模和包层模的有效折射率,一阶低次包层模的耦合系数随波长以及阶次的变化关系.研究发现,低次包层模的最大耦合系数对应的模次随波长增大而减小,不同光纤参数下耦合系数随波长变化的规律不同.耦合系数直接影响到光栅透射谱损耗峰峰值,这对长周期光栅的设计有一定的参考价值.     

一种新型基于两通道声表面波器件的全光纤调制器

研究了多通道声表面波与光纤中传播的光导波相互作用,推导出其相应的耦合模方程.研制了一种两通道声表面波全光纤声光调制器并进行了实验,理论分析与实验结果相符合.     

长周期光纤光栅传输模理论分析方法

综述了长周期光纤光栅传输模的各种理论分析方法,介绍了国内外近年来在这一领域的研究进展.主要以光纤三层模型为例讨论了正弦和矩形两种折射率调制型的长周期光纤光栅,并详细解释了均匀和非均匀情况下其传输谱的求解过程.在求解包层模色散方程得到各阶包层模式的传播常数的基础上,对均匀折射率调制型光栅,利用耦合模理论进行分析;对于非均匀光栅,在均匀情况的基础上,再结合基础矩阵法进行分析,或者直接采用传输矩阵法分析.最后讨论了长周期光纤光栅中纤芯基模到辐射模的耦合问题.     

光纤光栅耦合模反射和透射功率的研究

从Ｍａｘｗｅｌ理论出发,给出最一般的耦合方程,在此基础上,通过一系列近似简化得出光纤光栅耦合模方程。在解耦合模方程的过程中,推导出同方向和正反方向两种情形耦合模式光功率表达式,并进一步阐述了模式之间的光功率沿着光纤方向发生转换。     

基于纤芯失配的光纤布拉格光栅温度不敏感振动传感器

提出了一种基于纤芯失配的光纤布拉格光栅温度不敏感传感结构并且得到了实验验证。该传感器由一短截细芯光纤和单模光纤布拉格光栅熔接而成。光通过细芯光纤时激发出一系列包层模式,并通过纤芯失配的熔接面进入后面的光纤布拉格光栅中。其中,一些低阶模式会被光纤光栅反射耦合回传输光纤的纤芯,耦合效率与光纤的弯曲度有关。实验结果表明低阶奇数膜LP3n对光纤弯曲度有极大的灵敏度。通过对包层模式的选择性监测和能量检测方法,提高了传感器的弯曲灵敏度,并避免了温度对传感器的影响。     

超声波作用下的光纤布拉格光栅频谱分析

阐述了利用光纤布拉格光栅进行传感测量的基本原理与方法,讨论了由于超声波作用而引起的光纤布拉格光栅机械形变及折射率变化.引入分层传输矩阵法建立仿真模型,利用一组典型的光纤布拉格光栅参数并采用分层赋值与矩阵叠加的方法,数值模拟了超声波作用下光纤布拉格光栅的频谱特性.分析了该模型的有效作用条件及改变超声波波长及强度对光纤布拉格光栅频谱特性的影响.提出一种适用于多种条件下的利用光纤布拉格光栅测量超声波的方法,以及相应可供参考的仿真模型.     

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     

光子晶体光纤光栅谐振波长的特性研究

应用多极法理论和传输矩阵法,对基于包层空气孔为正六边形对称结构的光子晶体光纤的布喇格光栅特性进行了计算和仿真。对比研究了常规单模光纤所成光栅与相同光栅周期的光子晶体光纤布喇格光栅反射谱之间的差异,重点研究了光子晶体光纤的结构参数变化(间隙孔半径、层数)与光子晶体光纤光栅的谐振峰变化规律。当光子晶体光纤的间隙孔半径增大时,光子晶体光纤光栅的谐振波长出现蓝移;当光子晶体光纤的间隙孔径不变而层数增加时,光子晶体光纤光栅的谐振波长出现红移。     

30Hz单模超窄线宽光纤激光器

介绍利用光子注入锁模技术在掺铒光纤激光器上实现了超窄线宽单模激光输出;对光子注入锁模技术压缩激光线宽的原理进行了理论分析,讨论了饱和吸收形成的瞬态光纤光栅的参数对激光线宽产生的影响,实现了高边模抑制比的激光输出. 在实验中,通过调节泵浦功率,获得了稳定的单纵模及多纵模激光输出,测量显示输出激光的线宽为30Hz,输出最大功率可达2mW,多纵模时自由光谱范围FSR为1.875kHz.     

线性啁啾布拉格光纤光栅的优化设计研究

根据线性啁啾布拉格反射光纤光栅的一般原理,探讨了不同啁啾系数、准高斯耦合函数对布拉格反射光栅的反射率及色散补偿特性的影响,结果表明增大啁啾系数以及选取适当的准高斯耦合函数在保证反射率较大的情况下,能有效地改善色散补偿特性,并建立了设计反射率增益高、色散补偿幅度宽且平坦的线性啁啾布拉格光纤光栅的优化设计思想．     

用于色散补偿的线性啁啾光纤光栅的最佳切趾包络函数的研究

具有切践包络的线性啁啾光纤光栅是用于色散补偿的重要无源器件。通过切趾的方法可以减少啁啾光纤光栅内的时延振荡 ,同时减小反射谱中的旁瓣。用数值方法分析了不同切趾包络函数对光栅特性的影响 ,得到了色散补偿最佳包络函数及其参数 ,给出了最佳包络的普遍特征。     

硼锗共掺光纤CCG的载氢研究

为研究载氢的作用对由载氢引起的硼锗共掺光纤CCG的形成及其热稳定性进行实验,利用硼锗掺杂物浓度分别为w(Ge)=9.640%,w(B)=0.475%和w(Ge)=28.277%,w(B)=2.375%的光纤进行对比试验.实验结果显示:相同载氢条件下高浓度的Ge离子更容易导致FBG在高温退化,并获得CCG的高温稳定性;对于相同掺杂的光纤,氢元素能提高CCG的反射比,但同时也引起光栅反射比在高温时不稳定.通过对上述两种影响因素的优化,实验获得了传感范围在10～1 010℃,反射比接近40%的高温稳定光栅.     

基于梁板检测的光纤传感器协同变形研究

光纤传感技术以其良好的耐久性和稳定性被广泛应用于道路工程和桥梁工程的健康监测中。通过对光纤传感技术在桥梁检测中的技术原理、方法优势进行研究,发现由于光纤传感器本身模量突变的原因,采集的信息与结构面的真实信息存在较大差异。因此对检测结构面与光纤传感器之间的协调变形性能的研究成为应用的前提和基础。通过ABAQUS建立变形评价的数值模拟模型,对沥青混凝土梁板结构中应变值与光纤传感器的实测应变比较,得出了光纤光栅应变传感器实测应变的有效性,为光纤传感器应用奠定理论基础。     

光纤光栅及其在光波分复用技术中的应用

分析了光子诱导所致的光纤光栅形成机理 ,如紫外激光干涉条纹图下的横向侧面曝光法 ,介绍了光纤光栅在光波分复用技术中的应用。