Effect of cyclotron resonance on ‘hot’ dispersion in a staggered double metallic grating sheet beam travelling wave tube

Based on the beam wave synchronous interaction in transverse and longitudinal directions at the same time and starting from Maxwell’s equation and linear Vlasov equation, the beam–wave interaction ‘hot’ dispersion equation considering both cyclotron resonance and Cherenkov resonance in a staggered double metallic grating traveling wave tube is deduced. Through the reasonable selection for geometric and electrical parameters, the numerical calculation and analysis of the ‘hot’ dispersion equation shows that the beam–wave interaction gain and frequency band with the cyclotron resonance enhancement effect are higher than those with only Cherenkov resonance radiation.     

In-fibre LP11–LP21 mode conversion using force-induced long-period fibre gratings with polarization controllers

ABSTRACT

Mode conversion between higher-order modes is attained in a step-index four mode fibre using an in-line polarization controller followed by a force-induced long period fibre grating. By adjusting the field orientation of the LP₁₁ mode to the antisymmetric fibre grating, the LP₁₁ mode is converted to the LP₂₁ mode with a spatially periodic force of 50 N along the fibre length of 50?mm. The mode conversion is evaluated by observing the far-field and near-field patterns of the fibre output and by comparing the transmitted optical power with and without the additional two-mode fibre. The phase-matching grating period is required of the accuracy of roughly ±5?μm and the radiation loss during the mode conversion is as low as 0.01?dB.     

基于随机光栅的可调谐随机光纤激光器

提出一种基于随机光栅与高反射布拉格光栅(FBG)相结合的可调谐随机光纤激光器。利用980nm泵浦光源泵浦一段7m长的掺铒光纤(EDF)进行增益放大,由随机光栅提供随机反馈。随机光栅长7cm,具有约10000个折射率修改点,这些点由飞秒激光逐点写入,并沿光纤方向随机分布,两点相邻间隔小于10μm。同时,利用中心波长为1548nm的高反射FBG来组成半开放腔结构,实现了随机激光的输出。实验测得的泵浦阈值功率仅为18mW,斜率效率高达13.2%,并通过改变FBG的中心波长,实现了输出激光波长的可调谐,调谐范围为4.45nm(1548.04~1552.49nm)。得益于半开放式激光腔的设计和EDF的高增益,整个系统具有阈值低、效率高、结构简单等优点。     

多层介质膜脉宽压缩光栅清洗方法研究

采用SPM (Sulfuric-Peroxide Mixtures, 98wt%H₂SO₄+30wt%H₂O₂)+兆声(方法1)和氧等离子体+HPM (Hydrochloric/Peroxide Mixture, 37wt%HCl+30wt%H₂O₂+DIH₂O)+兆声(方法2)两种清洗方法对多层介质膜脉宽压缩光栅进行清洗, 并对清洗前后样品的表面元素含量、衍射效率、表面粗糙度、表面温升以及激光损伤阈值等参数进行测量以评估两种清洗方法清洗效果。在入射角70°, 脉宽12 ns, s偏振, 波长1064 nm的激光辐照下, 经过清洗方法1清洗后的光栅样品单脉冲激光损伤阈值为7.55 J/cm ², 而方法2清洗后的样品损伤阈值为5.32 J/cm ²。另外, 虽然经过方法2清洗后样品表面杂质含量更低, 但是在衍射效率、表面粗糙度和表面温升都劣于经方法1清洗后的样品, 进一步分析发现方法2中氧等离子体清洗过程引入的Fe元素影响了其样品损伤性能和温升性能。因此, SPM清洗方法可以作为多层介质膜脉宽压缩光栅提升抗激光损伤性能的优化清洗方案。     

EFPI-FBG复合光纤传感器高温大应变试验研究

由于缺乏航空发动机/燃气轮机服役环境下叶片温度、应变有效性检测的技术与装置，所以工作叶片的温度环境、载荷环境和应变分布等关键数据的缺失是故障检修工作中的最大困难之一。采用非本征型法布里-珀罗(Extrinsic Farby Perot Interferometric,EFPI)与光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感技术，研制了一种基于单模光纤的EFPI FBG复合光纤传感器及其解调设备。通过搭建高温拉伸试验平台，开展了基于DZ125材料试件的复合光纤传感器高温、大应变测量的性能测试。试验结果表明：复合光纤传感器的工作温度范围为26 ℃~1 100 ℃，温度测量精度不超过全量程的5%，分辨率为0.066 ℃；F-P传感器的应变测量范围为0~19 468 με，在1 100 ℃下的相对误差为1.96%，分辨率为0.053 με。     

基于光纤光栅技术测力锚杆及保护结构的研究

本文介绍了光纤光栅技术在测力锚杆上的应用,并且基于常用托盘的力学结构,增大了托盘内部的空间、设计了与之相连接的金属保护套筒使之成为一体式结构,从而有效地保护了光纤测力锚杆的主体结构。     

光纤测量技术在岩土工程中的应用

阐明了光纤测试技术相对于传统岩土工程测试技术的优点，简要介绍了两种典型光纤传感器——Fabry-Perot光纤传感器和Bragg光栅传感器的工作原理，通过试验证明了其可靠性，并通过国内外几个工程实例说明了光纤传感器的主要用途。     

光纤光栅传感器在桥墩模型试验中的应用

针对光纤光栅传感器在不同受力情况下的测量效果,选取了3个分别采用Pushover和拟静力加载的钢筋混凝土桥墩模型,运用光纤光栅传感器和电阻应变片及电阻位移计,对模型的钢筋和混凝土应变及顶部水平位移进行了同步测量(共9组测量对比试验)。通过比较2类传感器在同一时刻的测量值和整个加载过程的时间-应变(位移)曲线,并结合试验结果对其中差异做了分析。结果表明,2类传感器量测结果符合较好,光纤光栅应用于应变、位移的测量是可靠的、有效的。最后对此类试验中需要注意的问题提出了建议。     

相似模拟实验中光纤光栅传感检测研究

为探索相似模拟实验新的检测方法,研究了光纤光栅传感技术在相似模拟实验中的应用.采用在模型中埋设光纤光栅传感器的方法,检测采动过程中上覆岩层的应力变化.实验选用1.2m×0.12m平面应力模型,光纤光栅传感器选用无封装裸露光栅,分布有五个光栅点.为作对比分析,两光栅附近埋设压力传感器.结果可知,岩层应力变化可使光栅发生波长漂移,其变化趋势与压力传感器测试结果相一致,可以反映应力的变化规律.光纤光栅传感技术可以被应用于相似模拟实验中的应力检测,这对于提高相似模拟实验的检测手段具有重要的意义.