用于全光纤电流传感器的扭转高双折射光纤设计

传感光纤中的残余线性双折射、温度和振动敏感性严重影响着Sagnac 式全光纤电流传感器的精度。设计了一种可用于全光纤电流传感器的扭转高双折射光纤,该光纤由两端变速率扭转部分和中间匀速率扭转部分组成。其中,变速扭转部分能实现线偏振光和圆偏振光之间的相互转化,具有/4 波片功能;匀速扭转部分,具有较小的光纤固有线性双折射和圆保偏功能,从而可更为精确地感应法拉第效应。将这种扭转高双折射光纤绕制成特殊结构传感光纤环, 解决了Sagnac 效应以及电流导体位置对全光纤电流传感器测量结果的影响。理论上建立了扭转高双折射光纤的耦合模方程,模拟了线偏振光入射该光纤时光波偏振状态演化情况。在此基础上设计一种新型的抗振型Sagnac 式电流传感器。     

用于消除振动影响的光纤电流传感器结构

与传统电磁式电流互感器相比，基于法拉第效应的光纤电流传感器有许多明显的优点，因而获得了广泛的研究。光纤的固有双折射是影响传感器精度的主要原因，如何消除双折射也是研究的关键问题。这种双折射不仅与光纤本身的性能有关。还与工作时的环境温度、振动等因素有关。当传感头受到强烈振动时，所产生的机械应力将使传感光纤的固有双折射发生变化．影响输出光的偏振态．使传感器精度下降。提出了一种对称型的传感器结构．采用两套相同的光源及探测器．使传感光纤中形成传播方向相反的两束光．利用应力双折射的互易性补偿振动影响。实验表明．该结构可使传感器性能得到明显的改善．在10g的振动强度下．测量结果的线性度达到了二0．3％以下。     

单模光纤弯曲双折射的研究

分析了单模光纤由弯曲引起的双折射，推导了弯曲双折射的计算公式，并建立了测量弯曲双折射的实验方法和装置。实验结果显示它与理论计算结果有好的吻合，该工作对消除光纤法拉第电流传感器的双折射影响具有很重要的意义。     

菲涅尔反射替代反射镜在高双折射旋转光纤测试中的应用

高双折射旋转光纤是全光纤电流互感器中的一种关键材料.本文提出在评估高双折射旋转光纤的高低温性能时,使用光纤端面菲涅尔反射的方法替代在光纤端面镀膜加工反射镜,并通过实验对这一方法进行了验证.     

一种光纤温度传感器的研究

本文提出了一种可用于航空发动机进口温度测量的光纤传感系统，这种双光纤传感器是通过检测光偏振态的变化来测量温度特性的。以蓝宝石单晶片作为探头的敏感元件，可耐２０００℃以上的高温。并且利用蓝宝石晶体的双折射特性得到关于温度的信息，本文从物理模型和数学分析上证实了这种传感器的可行性，用光纤传感器代替传统的发动起进口温度测量系统,可以促进全权数字式电子探测系统再新一代航空发动机中的应用.     

宽带光纤λ/4波片的温度特性

宽带光纤/4波片是一种特殊的变速旋转型双折射光纤。当其旋转速度由小到大逐渐增加时,可将输入的线偏振光转换为圆偏振光,同时具有理想的偏振变换带宽。结合全光纤电流互感器的光路模型,分析了宽带光纤/4波片的特性对互感器标度因数稳定性的影响。通过在邦加球上的轨迹,对宽带光纤波片快转端的本征态及两正交本征态间的耦合系数进行了实验研究,测量了其随温度的变化。实验结果表明,当波片转速变化曲线满足一定条件时,宽带光纤/4波片的温度效应对电流互感器标度因数稳定性的影响小于0.2%,远小于窄带光纤/4波片的影响。利用宽带光纤/4波片可有效提高光纤电流互感器系统的温度稳定性。     

光纤线性双折射对Sagnac电流传感的影响

本文应用琼斯矩阵在理论上分析了光纤线性双射对Ｓａｇｎａｃ电流传感的影响，并指出为了使Ｓａｇｎａｎ电流传感器的稳定性达到实用化程度，允许的线笥双折射应不大于１０＾－６ｒａｄ／ｍ量级。另外，旋转Ｓａｇｎａｃ环两输入端使之两端本地坐标系互相垂直可极大地减小光纤性双折射的影响。     

一种新结构的全光纤电流传感器

光纤的固有双折射是影响全光纤电流传感器精度的主要原因,它除了与光纤本身有关外,还与工作的环境温度、振动等有关,如何消除双折射是光纤电流传感器研究的关键问题。提出了一种双光源双输出的全光纤电流传感器新结构,它不需要两路参数严格对称,同时减小了振动和温度变化引起的双折射的影响。实验表明,该结构的传感器在20g的振动强度下,测量结果的线性度在±0.5%以内;同时,在电流为50A,温度从-20℃~50℃变化时,其输出信号的线性度在±2%以内。     

熊猫光纤热双折射效应光纤偏振控制器研究

根据熊猫光纤热双折射效应原理.通过电热控制的方法实验研究其热双折射效应,提出并实验演示了基于熊猫光纤热双折射效应的光纤偏振控制器.研究了熊猫光纤热双折射效应的温度灵敏度和电热控的特点.将两段熊猫光纤按偏振轴相互偏离一定角度熔接后,两段熊猫光纤的电热控制将分别在邦加球上形成相交并互相成一定夹角的两个截交线圆,组合两段熊猫光纤的电热控制可实现偏振态在邦加球上的部分覆盖.根据熊猫光纤热双折射效应的特点,提出并实验演示了由三段熊猫光纤组成的电热控光纤偏振控制器,它可在实验上实现任意偏振态的扫描控制.     

全光纤电流传感器在智能电网中的应用

本文主要就是对全光纤电流传感器在智能电网中的应用进行分析,首先对全光纤电流传感器的性能优点与基本原理进行了分析,并对光纤中线性双折射产生的原因以及其对测量结果产生的影响进行了分析,最后就解决和消除光纤中线性双折射的方法进行了探讨.     

高速光纤通信系统中偏振模色散的补偿研究

介绍了高速光纤通信系统中偏振模以散补偿方案研究发展,分析了光域补偿方案的组成及研究方向,并对其可行性和每个关键器件均做了详细讨论。     

基于光子晶体光纤环镜的光纤传感器的研究及进展

对国内外已报道的基于光子晶体光纤环镜的光纤传感器进行了综述。总结了多种基于光子晶体光纤环镜的光纤传感器,包括应力、温度、微弯、扭曲和气压传感器。介绍了各种传感器的原理和优势,并对基于光子晶体光纤环镜的光纤传感器的发展进行了展望。     

有中心缺陷孔的矩形点阵PCF双折射特性研究

采用全矢量有限元法研究了具有中心椭圆缺陷孔的矩形点阵PCF(光子晶体光纤)的双折射特性。结果发现,该新型PCF的双折射特性对波长和光纤的结构参数具有较强的依赖关系,与无中心椭圆缺陷孔的矩形点阵PCF相比,在中心缺陷孔参数bc/Λ=0.075、中心空气孔椭圆率η=2.2、包层结构参数Λ=2.0μm和d/Λ=0.48时,该新型PCF具有更高的双折射。     

相位因子对偏振转换光纤性能的影响

针对变转速旋转双折射光纤偏振转换器件的具体结构,采用相位延迟片模型和琼斯算法,逐点计算了光纤中光学偏振态的琼斯矢量。首次考虑了光纤器件内部各点的相位因子对传输光偏振态演化的影响,不仅计算了偏振消光比在光纤内部各点的变化曲线,而且也计算了偏振方位角沿光纤内部各点的变化图像,完整全面地给出了线偏振光自慢转端向快转端转变为圆偏振光和圆偏振光自快转端向慢转端转变为线偏振光的演化历程。深入讨论了相位因子对偏振转换性能的影响,为偏振转换光纤器件的设计和检测提供了进一步的参考依据。     

减小光纤PMD的新方案

首先介绍了几种从生产工艺上减小光纤偏振模色散的措施,并指出了各自的缺点。然后重点介绍在拉丝过程中加入了搓动轮,使光纤来回旋转,从而减小光纤的PMD的原理。对拉出的光纤的PMD进行了测试,给出了测试结果,同时对测试结果加以探讨,最后得出搓动轮的搓动次数与PMD的关系。     

单模光纤应力诱导双折射及其测试研究

论述了单模光纤受到弯曲时应力双折射的产生。利用这种双折射效应制作了类似于经典晶体波片的光纤型波片。设计了测试光纤延迟角的实验系统并得到了1.55 μm在线光纤型波片。     

由高双折射光纤环镜构成的可变波长输出的L-波段掺铒光纤激光器

报道了一种结构简单的可变波长输出的L 波段线型腔掺铒光纤激光器。其中的波长选择器件为一包括两段高双折射光纤在内的光纤环镜 ,通过调整环镜内偏振控制器的状态可以改变环镜对不同波长的反射率以获得可变波长输出的效果。线型腔内用 980nm激光抽运铒光纤产生的ASE作二次抽运源 ,使腔内铒光纤的增益谱由C 波段位移到L 波段。实验中观察到波长在 1 5 83～ 1 6 0 0nm范围内可变的稳定激光输出 ,波长调谐范围为 1 7nm     

椭圆芯边孔光纤光栅压力及温度敏感特性研究

利用有限元方法对K型椭圆芯边孔光纤的双折射进行了分析,并对边孔光纤光栅的反射谱双峰间距的压力及温度敏感特性进行了实验研究.数值分析得到椭圆芯边孔光纤双折射的压力和温度敏感系数分别为3.74×10-6/MPa和-5.86×10-8/℃,实验得到边孔光纤光栅双峰间距的压力及温度效应系数分别为6.1 pm/MPa和-0.067 pm/℃,理论与实验结果相吻合.研究结果对光纤静水压力传感器的研究具有参考价值.     

DWDM系统中偏振模色散的影响

本文导出了四波长光波在双折射光纤中传输所满足的一般非线性耦合方程.研究了色散平坦光纤中4×10Gb/sDWDM系统的偏振模色散特性;在此基础上,进一步研究了偏振模色散对不同信道间隔的4×10Gb/sDWDM系统的影响,结果表明偏振模色散限制了DWDM系统有效带宽内的信道数量及其传输码率.     

圆芯边孔光纤模式场分布和双折射的研究

对圆芯边孔光纤双折射的研究结果进行报道.使用有限元方法建立了包括计算圆芯边孔光纤横截面应力分布、折射率分布和双折射的模型,计算了圆芯边孔光纤的模式场分布、几何双折射和应力致双折射.研究表明,圆芯边孔光纤的应力致双折射很小,这是圆芯边孔光纤自身的特殊结构造成的.比较了几种不同边孔形状的光纤的双折射,提出了圆芯边孔光纤的优化结构.