光纤光栅补偿偏振模色散研究

研究了近年来光纤光栅作为偏振模色散补偿器件的成果,对基于线性和非线性啁啾光纤光栅的PMD补偿方案和补偿效果作了较全面的总结、分析和比较.     

用于色散补偿的非线性啁啾光纤光栅

提出了采用可调谐的非线性啁啾光纤光栅来补偿光通信系统中动态的非线性色散。分析了非线性啁啾光纤光栅的光谱及时延特性 ,并对其进行了数值仿真。设计了二类 PZT制作非啁啾光纤光栅的方案     

改进的高功率飞秒脉冲系统理论研究

理论分析了由掺镱光纤放大器、高非线性光纤(HNLF)和光栅对组成的高功率飞秒脉冲产生系统。由于掺镱光纤放大器固有的有限带宽效应会导致脉冲抛物波形和线性啁啾的畸变,影响脉冲的压缩。在放大器和光栅对之间引入高非线性光纤,可以在展宽脉冲频谱的同时也保持波形和线性啁啾。针对高非线性光纤计算了不同的非线性系数和色散参量对压缩脉冲宽度和压缩效率的影响。研究表明,较高的非线性系数可以进一步降低最小压缩脉冲宽度,但是压缩效率随光纤长度增加而下降的趋势也变得越显著;较低的色散参量有利于得到更短的压缩脉冲,并且相对较高色散参量不会显著地降低压缩效率;在一定范围内,通过延长高非线性光纤可以缩短压缩脉冲,同时需要兼顾压缩效率。     

二类取样NLCFG的多波长色散补偿特性

根据非线性啁啾光纤光栅可用于对光通信系统中一阶和二阶色散进行补偿的原理 ,系统地研究了二类取样型非线性啁啾光纤光栅的反射谱及时延特性 ,并进行了数值仿真。提出了计算二类取样光栅产生的信道数的计算方法。     

光纤光栅中反射带隙附近的强高斯光脉冲的类孤立波特性

利用变分原理 ,研究了在考虑非线性时 ,频率在反射带隙附近的强高斯光脉冲在光纤光栅中的传输特性。计算表明 ,在假设其高斯形状保持不变的一级近似下 ,光脉冲的脉宽和振幅都不发生变化 (即类似于孤立波特性 ) ,而同时在脉冲中会产生一个随传输距离而变的线性啁啾。     

脉冲在非线性渐增光纤中自相似演化的研究

为了研究超短脉冲在非线性渐增光纤中自相似演化的特性,采用理论分析与数值模拟的方法,对脉冲在非线性渐增光纤中的传输演变进行了数值仿真.结果表明,脉冲在非线性渐增光纤中的传输与在具有放大增益的光纤或色散渐增光纤中一致,均能实现脉冲的自相似演化,最终演化为具有良好线性啁啾特性抛物形脉冲,仿真结果验证了脉冲在非线性渐增光纤中的传输方程具有渐进解.由于输出抛物脉冲具有良好的线性啁啾,此研究结果对实现高质量的脉冲压缩是有帮助的.     

PZT非线性特性的研究

对ＰＺＴ的非线性特性进行了理论和实验研究，给出了施加不同电压时ＰＺＴ机电耦合特性的实验曲线，详细讨论了施加电压过程与所产生的机械变形之间的关系。最后根据实验结果给出了ＰＺＴ用作执行元件时的线性工作区、非线性工作区和截止区。     

铒镱共掺光纤光栅的谐振增强型非线性光学效应

介绍了掺杂稀土元素的光纤非线性增强的机理．给出了几种常用的掺杂稀土元素光纤和波导的非线性数据。掺杂稀土元素的光纤的非线性较之普通石英光纤的非线性有较大地增强，然而掺杂稀土元素的光纤的非线性响应速度较慢，并且和抽运光以及掺杂浓度相关。实验研究了铒镱共掺的光纤光栅的谐振增强型光学非线性，采用980nm抽运光入射到光栅，用光谱仪观察光栅的透射谱。当抽运光入纤功率为100mW时，可实现0．2nm的光栅布拉格波长移动。实验证明掺杂稀土元素离子的光纤光栅具有很高的非线性，大约为普通光纤光栅的10^6倍．这种光栅在全光开关等领域具有一定的应用价值。     

纤芯掺杂对光子晶体光纤特性的影响研究

利用COMSOL Multiphysics软件进行仿真,计算了光子晶体光纤不同掺杂半径下,导波基模有效折射率的分布,并与传统光纤相比,得出表现光子晶体光纤特性的最佳掺杂半径大小范围.分析了非线性系数受掺杂半径的影响,为更好地设计光子晶体光纤光栅提供理论依据.     

光纤布拉格光栅非线性双稳开关特性研究

采用数值模拟的方法研究了光纤布拉格光栅(FBG)的非线性双稳开关特性.从耦合模理论出发,利用Jacobi椭圆函数法得到了3种不同的解,首先对3种解下的非线性双稳开关特性分别进行比较,然后针对各个解下的影响开关特性的失谐量、耦合系数和光栅长度等参数进行分析,研究结果对于分析和构建非线性双稳FBG光开关具有一定的意义.     

光纤布喇格光栅中布喇格孤子传输的稳定性分析

布喇格孤子是光纤布喇格光栅的非线性效应和色散效应综合作用的结果,揭示了重要的物理现象,在基于光纤缓存器件中具有重要应用.从非线性耦合模方程出发给出了布喇格孤子的解析解,以它们作为初始条件,数值研究了布喇格孤子传输的稳定性,得到布喇格孤子传输的稳定传输区、多振荡模式区和散射区.数值模拟了布喇格孤子在多振荡模式区和散射区的传输变化.对于设计新型器件和开展实验工作提供了有益的指导.     

基于光纤Bragg光栅的Fabry-Perot滤波器特性的分析

在分析光纤Bragg光栅Fabry-Perot(F-P)腔特征的基础上,提出了光纤Bragg光栅F-P滤波器的数学模型.利用传输矩阵法对光纤Bragg光栅F-P腔进行了理论分析.通过Matlab仿真工具数值模拟光纤Bragg光栅F-P滤波器的光谱,并对其特性进行了详细分析,得出了决定滤波器传输特性的相关参量及其影响规律.根据光纤Bragg光栅F-P腔的相位谐振条件,推导了光纤光栅F-P腔的腔长与光纤Bragg光栅常数之间的关系,从而为研制基于光纤Bragg光栅的F-P滤波器提供了依据.     

线性啁啾型光纤光栅双稳特性的理论研究

基于非线性耦合模理论,利用逆向递推传输矩阵方法,数值研究分析了线性啁啾型光纤光栅（LC-NLBG）的双稳开关性能。研究结果表明：在NLBG中引入啁啾能扩大实现双稳的入射光波长范围,当光栅啁啾参量发生变化时,光栅双稳开关性能表现出明显的差异,此差异源于啁啾光栅内部前向波能量分布的不同。     

折射率非线性调制的双重光纤光栅特性

利用耦合模理论 ,系统分析了双重光纤光栅在折射率深度调制或非线性调制情况下的光谱特性。结果发现 ,在折射率非线性调制情况下 ,双重光纤光栅具有规则的多波长反射特性 ,同时 ,其反射光谱中的二次谐波也变得非常强 ,因此 ,它是一种实现多通道波分复用器、分插复用器及多波长激光器等的潜在技术。     

一种基于高衰减光纤的光纤光栅热线式流量计

为了发展全光学流量测量技术,提出了一种基于掺钴高衰减光纤的光纤光栅热线式流量计。通过解调光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating, FBG)中心波长进行流量测量,具体包括传感器制作、温度传感特性测定和流量测量实验。结果表明,基于衰减系数为8.9 dB/cm、工作波长约为1480 nm的掺钴光纤的FBG具有10.3 pm/℃的温度灵敏度;流量计在400～3700 L/h液体流量范围内可高重复性地实现测量;流量--FBG中心波长遵循特定非线性函数计算模型;流量计的平均灵敏度约为0.15 pm/(L·h^-1),低流速下灵敏度最高可达到1 pm/(L·h^-1)。所提出的流量计丰富了光纤光栅用于液体流量测量的研究。设计中采用了掺钴高衰减光纤自发热和单端毛细管封装,为流量传感器的全光学化、微型化和高灵敏度发展提供了新思路。     

All-optical TDM data demultiplexing at 80 Gb/s with significant timing jitter tolerance using a fiber Bragg grating based rectangular pulse switching technology

We demonstrate the use of fiber Bragg grating based pulse-shaping technology to provide timing jitter tolerant data demultiplexing in an 80 Gb/s all-optical time division multiplexing (OTDM) system. Error-free demultiplexing operation is achieved with /spl sim/6 ps timing jitter tolerance using superstructured fiber Bragg grating based 1.7 ps soliton to 10 ps rectangular pulse conversion at the switching pulse input to a nonlinear optical loop mirror (NOLM) demultiplexer comprising highly nonlinear dispersion shifted fiber (HNLF). A 2-dB power-penalty improvement is obtained compared to demultiplexing without the pulse-shaping grating.     

裸光纤Bragg光栅的温度传感特性研究

从理论上分析了光纤Bragg光栅的温度传感原理,并通过实验对裸光纤Bragg光栅的常温温度特性进行了测试。实验结果与理论分析基本一致,证明裸光纤Bragg光栅在常温下的中心波长与温度变化呈良好的线性关系,为其用作温度传感器提供了理论和实验依据。最后,指出了光纤Bragg光栅温度传感器在实际工程化应用中所需要解决的问题。     

光纤布喇格光栅的多层膜分析方法

提出并利用多层膜分析方法对光纤布喇格光栅进行了分析。数值模拟结果表明,该方法能较好地说明光栅的特性,与实验结果也能较好地吻合。该方法丰富了光纤光栅的理论。     

二芯非线性光栅耦合器的开关特性研究

光纤光栅耦合器既有光栅的反射滤波特性,又有耦合器的多端口特性,是一种重要的光学器件.在龙格-库塔算法 的基础上,研究了一种新的算法来计算光纤光栅耦合器的非线性耦合模方程.研究表明,随着输入功率的增大,折射率发生 非线性变化,布拉格反射域发生偏移,从而使原本在光栅带隙内的脉冲通过光栅.另外在该算法的基础上,对光纤光栅耦合...     

光纤光栅温度传感器增敏封装特性研究

通过利用聚酰亚胺涂覆裸光纤光栅的方法研制了一种增敏型光纤光栅温度传感器,其反射波长的温度敏感系数由曾敏前的10pm/℃提升至40pm/℃。在-40~200℃测试环境中,开展了传感器标定和温度精度测量试验。试验结果表明:利用光纤光栅增敏封装,在高低温环境中采用低精度光纤光栅解调仪,传感器的测温精度由±0.4℃提升至±0.1℃。上述结果显示,采用增敏封装结构能够提升光纤光栅温度传感器的测量精度,减低制作成本。