基于相位掩模技术的光纤布拉格光栅制作工艺研究

作为一种新型智能传感器件,光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,简称FBG)在传感领域的应用越来越引起人们的重视。在光纤光栅制作方法中,相位模板法使光纤光栅的制作难度大大降低,其优异的稳定性使得工业化生产光纤光栅成为可能,要实现产业化生产,其制作工艺尤为重要。采用常规通信单模光纤G.652,用相位掩模板和准分子激光器制作FBG。通过实验对比,确定相位掩膜法制作FBG生产工艺参数,为光纤光栅的产业化生产提供参考。     

单光束离面记录云纹干涉法

提出的单光束离面记录云纹干涉法，以高密度闪耀光栅为测量元件，可同时获得面内位移分量和离面位移一阶导数场。具有光路简单，无防震要求，测量灵敏度高，量程范围大，条纹对比度好等特点，为小变形问题的现场测量提供了一种简便的方法。论述了方法的原理，用傅里叶光学原理和波前干涉理论推导了光强分布表达式。典型实验表明，实验结果与理论解吻合良好。     

多测点自感知预应力钢绞线在月亮湾大桥中的应用

精准监测体内索体应力是评估预应力结构安全的重要途径,为解决实际工程中体内预应力难以有效监测的问题,提出一种内嵌光纤光栅(fiber bragg grating, FBG)传感器的自感知钢绞线。通过张拉试验并结合月亮湾大桥实际应用,选用2根体内索作为预应力实时监测对象,对钢绞线逐级张拉至1 395 MPa,在每根索的张拉端及索1/4跨处布置2个FBG测点。结果表明:自感知钢绞线的张拉非线性误差小于2.58%,应变灵敏度为1.09～1.13 pm/με,在工程应用中,自感知钢绞线中的传感器成活率达到100%,最大监测应变为7 153με,最大监测应力为1 394.79 MPa,与理论值1 395 MPa误差仅为0.02%,可有效监测施工张拉和锚固全过程。可见自感知钢绞线能实现对体内索体应力精准、有效的实时监测。     

宽频带部分相干光经光栅衍射的光谱变化现象

研究宽频带部分相干光经过光栅衍射后的光谱变化,探讨光谱变化与入射部分相干光的空间相干度、入射狭缝的宽度,以及观测点的位置等关系.结果表明,高斯-谢尔模型(GSM)光束经光栅衍射后,其±1级衍射光束不同位置处的光谱将发生变化,即有的点处光谱将发生红移,有的点处光谱将发生蓝移,并且衍射光束的衍射角与角频率成反比.此外,单缝缝宽越大,GSM光束传播距离越长,光谱宽度Γ值越大,即光谱越宽.最后,从理论上给予论证.     

级联相移光纤光栅反射谱的研究

应用传输矩阵理论分析了单级、多级相移光线光栅的相移大小、相移位置不同和多点相移对光纤光栅反射谱的影响.分析了对称多极相移光纤光栅的光谱特点.设计出二级相移光纤光栅在长度比1∶2∶1,相移角均为π的条件下可得到0.4 nm带宽的滤波器.     

二维光栅平面精密位移测量系统研究

文章利用二维衍射光栅作为测量基准进行平面微位移测量,采用偏振干涉的原理设计系统的光路。通过对干涉条纹的光电转换得到质量较好的正交信号,经对系统误差的补偿,把系统的测量结果与双频干涉仪进行对比,此系统可实现纳米级分辨率的二维平面测量。     

基于交叉相位调制波长转换的实验研究

对色散位移光纤中交叉相位调制效应(XpM)导致连续波产生频移进行了实验研究,并用光纤光栅滤波实现了波长转换.结果表明基于色散位移光纤中交叉相位调制效应的波长转换具有宽的波长转换范围和快的转换速度,是一种简单、高效和通用的波长转换技术.     

基于衍射理论定量研究衍射调节与振幅误差

为研究大学物理波动光学部分中缝宽与波长的比值对衍射因子的影响以及菲涅尔半波带法的误差问题,利用MATLAB仿真模拟,计算了在缝数N=2条件下,100λ～0.01λ缝宽的光栅衍射分布,初步得到了缝宽与波长的比值对衍射因子的影响规律.研究结果表明,当xa/λ=10 mm时,可认为此时恰好可以将衍射因子忽略.在10 mm观察...     

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。     

基于传输矩阵理论线性啁啾光纤光栅光谱仿真研究

通过对不同参数下线性啁啾光纤光栅光谱特性的讨论,发现适量增加啁啾量、增加光栅长度及光纤的光敏性可以保证一定的补偿距离.实验表明反射谱宽为0.56～0.92nm,对G.652普通光纤,补偿距离超过110km.