π相移光纤光栅制作方法的比较研究

介绍了目前最常用的两种制作相移光纤光栅的方法,即分步曝光法(或遮挡法)和相位掩膜板移动法,对比分析了两种方法引入相移的物理机制,并利用传输矩阵法理论模型,数值模拟了两种制作方法下的相移光纤光栅透射谱,并分别进行了分布反馈光纤激光器(DFB-FL)的对比实验。结果表明,分步曝光法制作相移光纤光栅时,相移量与光栅中无曝光段的长度及纤芯折射率调制量均有关,难以精确控制相移量的大小,并且存在偏振模竞争问题;而相位掩膜板移动法通过压电陶瓷直线微动台控制掩膜板和光纤相对位移,在光栅中引入相位变换,可以将相移量控制在0~2π范围之内,更容易实现π相移光栅的制作。     

基于等效相移光栅的光码分多址编/解码实验

基于直接序列扩频(DSSS)的时域编码是目前光码分多址(OCDMA)系统中常用的编码方式。报道了利用带有等效相移(EPS)的超结构光纤布拉格光栅(SSFBG)对重复频率为2.5 GHz,宽度为7 ps的超短光脉冲串进行编/解码的实验,实验中所用码为31位的m序列。正确解码和不正确解码信号的对比度为5∶1,与理论计算结果相符。实验结果表明,等效相移光栅能够代替相移光栅作为光码分多址系统的编/解码器。且当入射脉冲宽度小于码片持续时间时,能获得良好的编/解码效果。     

基于超结构长周期光纤光栅的 OCDMA 编解码器

文章在分析长周期光纤光栅的透射特性的基础上,提出超结构长周期光栅(SSLPG)具有与超结构布拉格光栅(SSFBG)的反射谱相似的交叉透射谱,并提出利用色散补偿光纤(DCF)中基模和内包层模之间的模式耦合可制作基于SSLPG的光码分多址(OCDMA)时域扩展相位编码器.仿真表明,用SSLPG和SSFBG能获得相同的编解码效果.     

基于等效相移光栅的双用户光码分多址系统

报道了基于等效相移光纤光栅编/解码器的2.5G b/s双用户光码分多址系统.系统中的两个并发用户可以各自独立地解码,并得到清晰的眼图.测量了单用户情况下系统的误码率曲线,误码率为10-9时编/解码引起的功率代价为0.7 dB.实验表明,使用基于等效相移光栅的编/解码器能够搭建可容纳多个用户的光码分多址系统.     

基于等效相移超结构光纤光栅编解码器的2.5 Gbit/s 60 km光码分多址传输实验

稳定的窄脉冲光源、高性能编解码器和具有旁瓣/噪声抑制功能的接收机是光码分多址(OCDMA)系统设计实现的3个关键模块。实验中利用增益开关脉冲光源,63位等效相移超结构布拉格光栅(EPS-SSFBG)相位编解码器和接收机门限调整技术实现了2.5 Gbit/s 60 km传输并得到了相应的误码曲线,系统在误码率(BER)等于10-9时的灵敏度为-22.5 dBm。实验结果表明,等效相移超结构布拉格光栅编解码器兼具高性能和可实现性,可用于实用化的光码分多址系统,而综合利用光域和电域的手段抑制旁瓣和噪声的影响是提高系统性能的重要手段。     

基于相移光纤光栅的单光源毫米波生成研究

利用相移光纤光栅中不同的相移量可以在光栅传输阻带中的不同位置打开透射窗口这一特性,给出了用光外差法将单一光源形成两个差频再经拍频后生成毫米波的方案.理论分析和数值计算结果表明,采用单个光源产生毫米波所引入的激光随机相位噪声低于双光源系统,能够产生波长稳定、相位噪声低、频率调整方便、耦合效果好的毫米波,可为光纤无线通信系统实际应用提供参考.     

基于超结构光纤光栅的双边带编/解码器

分析了基于等效相移(EPS)技术的超结构光纤光栅(SSFBG)相位编/解码器的原理及特点,提出并实现了一种双边带编/解码器.该编/解码器在不改变光纤光栅长度的前提下,实现了+1级和+3级编解码谱的级联,并很好地继承了等效相移技术所具有的设计灵活、制作精度低和与波分复用(WDM)系统兼容能力强等诸多的优点.理论及实测数据仿真结果均表明,在光脉冲源匹配最佳的前提下,双边带编/解码器较传统等效相移编/解码器而言,使得基于该光纤光栅相位编/解码器的窄带相干光码分多址(OCDMA)系统的编解码性能提高了3 dB,通过对比分析得到其本质原因在于双边带编/解码器结构提高了其单位长度内携带的相位信息量.     

基于超结构光纤光栅的OCDMA编/解码技术

介绍了几种基于超结构光纤光栅（SSFBG）编/解码器,分析了时域非相干编/解码器、时域相位编/解码器、等效相移编/解码器和光谱相位编/解码器的结构和编/解码原理,并分析了各种编解器的优缺点。SSFBG编/解码器具有全光纤结构等优点,在未来宽带接入网中将具有良好的应用前景。     

基于光纤光栅F—P腔的相位跟踪系统

在对光纤光栅法布里-珀罗(F-P)腔的反射光谱特性进行理论分析的基础上,建立了一种基于弱反射率、长腔长光纤光栅F-P腔的新颖传感系统,并提出了一种适用于该系统的有效解调方法-相位跟踪解调.相位跟踪系统的原理是利用光纤布喇格光栅(FBG)反射波长的漂移特性来测量干涉条纹的数目.用数字跟踪器与条纹积分信号保持相位的平衡,而条纹的积分信号是通过宽带超发光二极管(SLD)的波长调制得到的.实验表明,这种新颖的传感系统可实现应变的精确测量,且这种相位解调方法可应用于其他的干涉系统中,具有很高的可靠性.     

基于光谱编码的太赫兹光谱测量新方法

为了提升太赫兹光谱分析的瞬时性和系统集成度,提出一种超表面光谱编码与计算重建相结合的太赫兹光谱测量方法。利用多种超表面结构的光谱编码器件对入射太赫兹波进行高随机光谱编码,并提出基于字典学习的稀疏恢复算法以实现光谱重建。理论计算和数值仿真表明,在4%噪声水平下,所提方法对乳糖透射光谱的重建误差小于3%,可为片上集成化太赫兹光谱仪的发展提供新途径。     

长周期光纤光栅的相移和色散特性

推导了长周期光纤光栅的相移和色散与透过系数之间的关系,指出了它们之间存在着内在的联系。对于一典型的长周期光纤光栅,给出了相移和色散系数曲线并结合理论推导对其特性进行了分析。结果表明,相对于Ｂｒａｇｇ光纤光栅,长周期光纤光栅只具有很小的,几乎可以忽略的色散（约为Ｂｒａｇｇ光纤光栅色散的１×１０－５）。进一步的分析指出,这是由长周期光纤光栅不同于Ｂｒａｇｇ光纤光栅的相位匹配条件决定的。     

相移光纤光栅分析方法的比较研究

文章对分析相移光栅的Agrawal G P理论模型与Turan Erdogan 理论模型做了对比研 究,结果表明:前者一般适用于均匀相移光栅,而后者适用于各种相移光栅。多层薄膜模型可用于各种相移光栅的研究,当多层薄膜的划分层数达到20时,满足计算精度要求。     

基于相位编码的三维测量技术研究进展

结构光作为一种非接触式主动三维测量方法得到了快速发展。基于结构光原理的相位编码方法将码字以相位的形式嵌入到条纹的强度中,由于使用相位而不是强度来确定码字,对表面对比度、环境光和相机噪声不敏感,具有较强的鲁棒性。文中回顾了基于相位编码的三维测量技术研究进展,综述了基于相位编码的三维测量原理,包括初始相位的设计方法、编码条纹的产生方法、相位计算方法、条纹级次的获取与校正以及最终绝对相位的获取,给出了相关的实验结果,并指出了相位编码方法中的优缺点。最后,讨论了该技术面临的挑战,并指出了该领域今后的发展方向。     

具有多个波长通道的光纤光栅相位编/解码器

光码分多址(OCDMA)技术是实现未来宽带全光接入网的最佳技术之一.提出了一种基于超结构光纤光栅(SSFBG)的光码分多址时域相位编/解码器.编/解码器根据等效相移原理,采用Sinc函数作为采样函数,仅仅利用一块均匀的相位掩模板即实现了多个性能一致的编/解码信道,可以并行对不同波长通道的用户同时进行编/解码,既节省了成本又提高了系统容量.对该编/解码器的结构和性能进行了分析,并进行了计算机仿真.结果表明,对于使用127位Gold序列的编/解码器,各通道自相关峰瓣比(P/W)大于16.3 dB,峰瓣比波动小于0.4 dB,归一化自相关峰值波动小于0.04,各个编码通道取得了与纯相移编/解码器相近的性能,可用于光码分多址/波分复用(WDM)混合系统.     

基于3D-DPCM和变长编码的超光谱图像无损压缩

剖析了干涉成像光谱仪拍摄图像的空间和谱间相关性,提出一种三维DPCM无损压缩方案。首先做谱间DPCM预测,再应用帧内DPCM预测于残差图像,最后对差分码流实施变长编码。实验表明,该算法能完成无损压缩,平均压缩比为1.486,相比整数小波变换（二维）算法提高3.3%,且算法复杂度较低,仅有加、减法和移位运算,便于硬件实现。     

基于超连续谱和超结构光纤光栅的波分复用/光码分复用系统

实验验证了基于超连续谱(SC)和超结构光纤光栅(SSFBG)的波分复用/光码分复用(WDM/OCDM)混合系统,超结构光纤光栅实现了对超连续谱光源的双波段同时相位编解码。由于波分复用/光码分复用系统中信道间干涉和噪声的影响,解码输出脉冲的信号波形出现劣化,自相关曲线旁瓣明显增大,自相关峰展宽至8.2 ps。在非线性放大环镜(NALM)的阈值判决作用下,解码输出脉冲的信号波形质量有了明显的改善,自相关峰宽度压缩至4.8 ps,较好地抑制了自相关曲线的旁瓣和噪声。实验中非线性放大环镜的输入信号峰值功率约为8 mW。     

基于相位误差补偿技术的超窄带光栅滤波器的制作

增加光栅长度足获得具有低插入损耗、高边带抑制度的超窄带光栅滤波器最佳途径,但是长光栅的制作方案会引入比较严重的相佗误差,严重影响到光栅滤波器的性能;取样光栅的设计制作方案具有滤波中心波长设计灵活、制作精度低和切趾技术实现容易的优点.针对利用取样光栅制作超窄带光栅滤波器的方案.分析了3种常见丰廿位误差对-1级子光栅滤波性能的影响;利用重构等效啁啾技术(REC)成功补偿了光栅长度为6.6 cm的超窄带取样光栅滤波器-1级子光栅的相佗误差,并得到了反射谱和透射谱对称性良好,3 dB带宽为26 pm,20 dB带宽为70 pm,插入损耗为1.25 dB和边带抑制度为21.55 dB的超窄带光栅滤波器.     

采用二元编码的正弦光栅提高PMP测量速度和精度的方法

利用误差扩散方法产生二元编码正弦光栅可以消除数字投影仪的非线性对投影光栅正弦性的影响,且能充分利用基于数字光处理技术(DLP)投影仪中数字微镜的二元高速开关特性,高速投影二元编码正弦光栅。投影仪分辨率不足会导致电子二元编码正弦光栅正弦性下降,从而影响测量精度。先对比了两种典型误差扩散编码算法:Floyd-Steinberg距离加权和Sierra Lite"蛇"形扫描获得的光栅的正弦性。然后针对目前DLP投影仪产生频率较高的二元编码正弦光栅时,二元编码正弦光栅的正弦性较差的问题,提出了两种改善方法:1)利用柱透镜卷积作用,在栅线方向上对二元编码正弦光栅进行平滑;2)组合多帧具有不同微结构的二元编码正弦光栅,来减小二元编码正弦光栅的误差,保证相位测量轮廓术(PMP)方法的测量精度。所提方法充分利用了DLP投影二值图像的高速特性,又明显改善了由于DLP分辨率有限导致的二元编码正弦光栅的正弦性较差的问题,实验验证了这两种方法的有效性。