系列光导纤维传像束及工业内窥镜规模化生产技术研究

光纤传像束的主要技术原理是采用双坩埚工艺控丝,利用溜丝排片技术制作光纤传像束,其主要技术特征是将铂金双坩埚拉制的直径仅十几微米,连续长度几万至十几万米的光纤弹单丝,在精密排丝机上排片,然后通过人工精细制作而最终制成柔性光纤传像束产品.工业内窥镜主要是利用了光纤传像束可在任意弯曲状态下传输图像的特性,并在长度改变时传像束图像特性基本不变,根据这一原理制造各种长度可弯曲的内窥镜.     

光子晶体光纤反常色散区的频率转换实验研究

利用自制的高非线性光子晶体光纤进行了飞秒激光脉冲传输实验,研究了在不同功率、不同输入波长下高非线性光子晶体光纤的频率转换现象。当输入激光脉冲的中心波长位于光子晶体光纤反常色散区800nm处时,输出光谱向短波方向展宽,其产生的反斯托克斯波强度随输入功率增强逐渐增强;当输入激光脉冲的中心波长在反常色散区不同波长下时,光纤的频率转换效率不同,越接近零色散波长,转换效率越大,当输入脉冲中心波长为760nm时,产生的反斯托克斯波的中心波长为465nm,其强度是抽运波剩余强度的8.1倍,转换效率高达90%。     

光纤微柱腔传输谱线的实验研究

利用光纤锥耦合的方法来激发光纤微柱腔中的光学回音壁模式,从而获得光纤微柱腔的传输谱线.主要研究了光纤锥的耦合位置以及输入激光的偏振态对光纤微柱腔传输谱线的影响.实验结果表明:当光纤锥垂直放置在距离光纤微柱腔切平端较远处时可以得到较高的品质因子,但耦合位置的改变对被有效激发的模式的共振波长基本没有影响;当改变输入激光的偏振态时,被激发的回音壁模式的共振波长会有些不同,但其Q值基本不变.     

线阵扫描式激光成像探测系统建模与仿真

以激光成像引信为应用背景,在分析线阵扫描成像探测机理的基础上,建立了激光分束发射脉冲、线阵探测元接收回波信号及其检测算法、目标反射特性和大气传输效应模型,给出了固定成像视窗线阵扫描成像仿真方法.通过设置弹目交会以及各模型参数,以坦克目标为例进行了系统成像仿真.结果表明,仿真系统能够对线阵扫描成像方式进行有效模拟,生成目标的距离和强度激光仿真图像,并对影响成像效果的因素进行分析.     

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。     

基于光子晶体环形腔的滤波与分束器件设计

基于光子晶体环形腔与波导之间的共振耦合原理,设计了一款由环形缺陷和线缺陷组成的三端口二维三角晶格光子晶体双功能器件.运用平面波展开法和时域有限差分法分析了光波在器件结构中的传输特性,得到了传输特性曲线和光场分布,然后讨论了环形腔中心柱数量和疏密程度对输出端口透射率的影响.结果表明,通过调节环形腔中心介质柱的数量可进行选频,当环形腔中心柱数量为5时,器件可实现波长1.346,1.455 μm的滤波功能与波长1.414 μm的波束均分功能;根据中心柱水平和竖直方向的间距对透射率的影响规律,得到器件的最佳结构参数,以及器件的滤波与分束波长透射率.     

径向偏振无衍射光束的产生及其传输特性研究

从理论和实验两方面对径向振无衍射束进行了研究.理论上数值模拟了径向振无衍射束传输特性.模拟结果表明,径向振无衍射光束既具有径向振特性又具有无衍射特性.实验上我们利用高斯束经过径向振转换器后由轴棱锥聚焦获了径向振无衍射束,并使其经过不同角度振后到同振方向上强分,实验结果与理论结果一致.这种既具有径向振特性又具有无衍射特性束具有阔应用前景.     

基于光束传播法的偏芯光纤传输特性研究

偏芯光纤由于纤芯偏离中心轴线,其光纤传输特性与传统光纤不同。本文对常用的光纤传输特性数值模拟方法及其优缺点进行了分析比较,确定采用光束传播法对偏芯光纤的光传输特性进行研究。建立了偏芯光纤的理论计算模型,分析了偏芯光纤对应的模场分布特性。推导出偏芯光纤倏逝波的表达式,当纤芯距离包层外表面非常近或贴近外表面时,可利用倏逝波进行光学传感。运用RSoft软件中的Beam PROP模块对偏芯光纤进行了光学结构建模。基于光束传播法,对偏芯光纤中的模场特性及光功率特性进行了仿真分析,并得到了基模有效折射率和双折射与偏芯距离的变化关系。     

长波长单模光纤传输特性的近场法测量

综合现有多种单模光纤传输特性的分析和测试方法,通过高分辨率的近场分布测量,实现了一次性确定单模光纤多种传输特性的测试方法。测试系统的极限分辨率为0.8μm(1.29μm波长)和0.94μm(1.52μm波长),为全面测定和分析单模光纤的传输特性提供了一个简单而迅速的方法。     

一种二维光纤光谱数据的无损压缩方法

针对二维光纤光谱数据结构的特殊性,先分块在其波长方向上进行整数H变换去除波长方向相邻像素点间的冗余,再将波长方向的直流分量在空间方向上进行整数H变换作为整块数据的低频部分,然后根据变换后系数的特点采用嵌入式零树(EZT)编码和算术编码相结合的方法进行编码.理论分析表明,该压缩编码方法可实现二维光纤光谱数据的无损压缩;实验结果也表明,该方法具有较好的压缩效果.     

Spatial separation of spectrum inside the tapered metamaterial optical waveguide

In this work,the optical metamaterials based on silver dendritic cells are prepared by electrochemical deposition,and its transmission and focusing behaviors are investigated.The experimental results show that the optical metamaterials reveal a multiple pass-band transmission spectrum and a prominent focusing effect at the wavelength corresponding to the maximum transmission coefficient.Two optical metamaterial samples are combined into a tapered optical waveguide,and the spectra of transmitted light at the surface of the tapered optical waveguide is measured by using the fiber spectrometer along the light propagation direction.The results demonstrate that each frequency component of the wave packet is stopped at a different waveguide thickness,leading to the spatial separation of its spectrum.The spatial separation of spectrum can be effectively tuned by adjusting the inclination of the tapered optical waveguide,which can be used for storing photons and slow-light research.     

相移光纤光栅传输谱的研究

相移光纤光栅可作为密集波分复用 (DWDM)系统中的解复用器 ,相移的大小、位置和相移点的多少对该解复用器的性能有重要影响。应用传输矩阵理论分析了相移光纤光栅的相移大小、相移位置不同和多点相移对光纤光栅传输谱的影响     

扭转椭圆双折射光纤的Mueller矩阵

导出由光纤双折射参数、扭转速率表达的扭转椭圆双折射光纤的Mueller矩阵。Mueller矩阵具有实二重简并的本征值１，求得对应的本征矢即扭转椭圆双折射光纤本征偏振态的Ｓtokes矢量。偏振方向沿光纤特征方向的线偏振光输入，将得到偏振方向不同的线偏振光输出。还讨论了扭转椭圆双折射光纤的椭圆偏振器等效等问题。     

光纤传输系统中的SPM 与XPM 效应分析

由于光纤具有非线性传输特性，根据光纤中的三阶非线性效应(Kerr效应)导致的材料折射率的改变，分析了自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)效应的产生机理，指出了由于一个波长的功率变化会引起同一光纤中其它波长光信号的变化，以及采用这种现象实现光纤孤子传输及全光波长变换(AOWC)的方法。     

棉花异性纤维在线检测系统研究与实现

棉花异性纤维危害大,人工挑拣时效率低下。为了通过机器将其实时的分拣出来,研究并设计了一种异性纤维在线检测系统;其中包括棉流图像的采集、预处理,以及异纤识别等过程。通过两个高速线阵CCD扫描摄像机获取原棉图像,预处理时,针对图像中光照分布不均导致的亮度分布不一致问题,提出了基于行的照度不均修正技术;异纤识别方面,提出了基于四方向绝对差分的边缘提取;并通过阈值分割的方法得到异纤边缘。图像识别前,将图像按照执行机构排列进行均匀分割,使得算法输出指令可以直接对应到相应的执行机构。现场测试表明,该系统能够有效检测出异纤,速度快、精度高、可靠性好,实现了生产自动化。     

静态光谱偏振差分成像技术研究

提出了一种基于液晶可调谐滤光片(liquid crystal tunable filter,LCTF)和液晶可调谐相位延迟器(liquid crystal variable retardation,LCVR)的静态光谱偏振差分成像技术。采用液晶可调谐相位延迟器实现不同波长成像光束的偏振方向旋转,采用液晶可调谐滤光片实现波长选择和检偏,通过程序控制实现透过波长及其两个正交线偏振态的设定,面阵光电探测器完成两个正交线偏振态图像采集,再经过图像处理获取光谱偏振差分图像。完成了原理样机的研制,取得了初步试验结果。该技术没有任何机械运动部件,具有稳定性好、操作灵活、数据处理简单直观等优点。     

Fabrication of high quality UV-written fiber bragg gratings

Conclusion In conclusion, we have reported that 98.5 % peak power reflectivity fiber Bragg gratings were fabricated in the core of B/Ge co-doped optical fiber using 248 nm KrF excimer laser pulses to irradiate a phase mask. The fiber gratings fabricated by the method described above have negligible sideband and good wavelength selectivity. They can find applications in WDM optical fiber transmission systems, fiber grating external cavity semiconductor lasers, and rearearth-doped fiber lasers. But more efforts are needed to further improve the transmission spectra of the gratings, because the ripple in the short wavelength side is harmful to their use in WDM systems.     

阶梯形有损光纤中的孤子传输

在孤子传输中,光纤损耗将导致光场减小从而使光脉冲丧失其孤子特性.为此提出一种阶梯形光纤,其芯径呈阶梯形变化.用变分法分析其中的孤子传输,其数值分析结果表明,此光纤结构能在一定程度上补偿光纤损耗带来的影响,孤子在其中的传输可保持其孤子特性较一般光纤距离长.这种光纤结构简单,具有实用性,同时,阶梯形光纤的参数可以根据需要进行选择.     

DWDM系统传输容量分析

采用波分复用技术和光纤放大器是增加光纤系统传输容量的有效方法.本文对1.55μm波长用普通单模光纤和多级光纤放大器的波分复用系统,由色散补偿光纤补偿单模光纤色散,通过保持光纤放大器的输出功率小于饱和功率来限制光纤放大器的非线性和光纤的非线性效应.对波分复用系统中波道间串话和信噪比进行了分析和计算,得到了在波道间距和光滤波器带宽优化选择时的波道间串话和信噪比随复用波道数及级联光纤放大器数的关系曲线,并计算得到每个波道信号速率为10Gb/s的密集波分复用系统的传输容量.     

光通信光纤光栅的研究和应用

介绍了国外光栅研究的最新进展和光纤光栅被应用于光通信系统中的新动向。阐明了布拉格光栅可以通过位于２４４ｎｍ的二束紫外光（ＵＶ－Ｌａｓｅｒ）从光纤侧面对光纤曝光直接被写入光纤的芯中；分析了光纤光栅产生的原因，并指出光纤光栅具有很高的反射率，可以将这种布拉格光栅做为频率反射镜；还系统地分析了光纤光栅应用于光通信系统中的光源、放大器、波分复用（ＷＤＭ）以及光孤子（Ｓｏｌｉｔｏｎ）通信的原因