双折射光纤受激喇曼散射模式的实验研究

本文在实验上对三种不同结构的石英系双折射单模光纤中受激喇文散射传输模式进行了研究。给出了测试装置、SRS光谱和各级斯托克斯线模式尿片。其结果与圆芯多模梯度折射率光纤完全不同。受激喇更散射的光众尺寸基本不变、而且具有以高阶模传输特点。这些结果在国内外尚未见报道。     

不等线性衰减系数时的SRS分析理论

为了准确描述受激喇曼散射效应(SRS)对波分复用石英光纤通信系统的影响,基于石英光纤喇曼增益谱可以拟合为直线的特点,给出不等线性衰减系数时的N-波道前向稳态SRS耦合方程的形式解,并分情况对该形式解进行讨论,得出一些特解。所得结果能很好地验证关于等线性衰减系数时的已有研究,并为光纤喇曼放大器的设计及运用数值方法研究波分复用石英光纤通信系统中的SRS效应提供参考。     

光纤-氮系统SRS谱的实验与理论分析

本文详细分析了光纤－氮系统的受激刺曼光谱，给出了测试SRS光谱的实验装置、光谱及模式照片，在理论上分析了阈值条件和谱线宽度与泵浦光功率之间的关系。实验和理论计算基本符合，同时在试验中还观测到微弱的氮分子和石英分子之间的耦合模式。     

基于光纤技术的井筒围岩稳定实时监测系统

针对井筒围岩变形监测受采动影响的问题,提出了采用光纤传感技术监测井筒围岩变形的方法.研究了光纤传感器的不同埋入方式、粘结材料以及施工工艺对结构变形监测的影响,结合金川Ⅱ矿区14行风井加固工程,设计并布设了光纤光栅传感监测系统.现场监测结果表明,基于BOTDR的分布式光纤传感技术具有实时性、远程和自动监测围岩变形的优点,可以直观地得到井筒在不同位置的围岩变形分布特征,为井筒围岩变形提供了准确的测试数据.     

单模保偏光纤中受激喇曼散射

本文详细地研究了双折射光纤的受激喇曼散射.我们已经观测到9级斯托克斯受激喇曼谱.讨论并测试了阈值和喇曼频移与泵浦光偏振方向间的关系,测试了当泵浦光偏振方向与光纤椭圆核的长轴或短轴平行时的传输损耗.并根据测得的阈值在理论上计算了各级斯托克斯线的喇曼增益系数.     

有限元法分析非对称光纤耦合器波导

用有限元法分析了非对称光纤耦合器波导的场特性.利用自适应法划分有限元三角形格子,计算出在不同结构下最低阶的4个模式的传播常数.数值结果表明,组成耦合器的光纤半径比对偶模和奇模的传播常数都有明显的影响.与奇模不同的是,偶模传播常数对两光纤熔融程度不敏感.     

输出平稳光功率的SRS多路波长转换研究

为了提高光通信系统的传输效率和降低网络阻塞率,利用光纤中受激拉曼散射(Stimulated Raman scattering,SRS)效应,对全光多路波长转换器提出一种改进。通过SRS效应的耦合波方程解析解,设计实现一路转四路的全光多路波长转换器,再结合拉曼光纤放大器(Raman Fiber Amplifier,RFA)增益平坦化方法,在多路波长转换器的基础上级联一段补偿光纤,前增益后补偿,实现输出信号光功率的平稳。仿真结果表明此方法可行。     

同时测量折射率和温度的光纤传感器

为了实现折射率（RI）和温度的同时测量, 提出了一种双长周期光纤光栅(LPG)结构的光纤传感器. 该传感器由两段LPG组成, 两段LPG所激发的包层模阶数不同, 且两段LPG的包层直径也不同. 理论分析了该传感器实现折射率和温度同时测量的原理, 两段LPG对折射率具有较大差异的灵敏度, 而温度灵敏度也略有不同, 利用灵敏度矩阵可以同时得到折射率和温度的变化. 实验中, 采用两个不同的周期使得两个LPG分别激发不同阶的包层模, 利用化学腐蚀方法使激发高阶模的LPG包层直径减小, 利用不同折射率的液体作为样本进行实验测量. 实验结果表明, 该传感器能实现折射率和温度的同时测量, 并具有高灵敏度和好的线性度.     

单模光纤受激喇曼散射瞬态过程分析

本文从非线性耦合波理论的观点分析了单模光纤中受激喇曼散射瞬态过程,给出了解答的解析表达式。由此得到稳态过程的解答,并分析了该稳态过程。该稳态分析所得结论与 Yariv 等从光子转换理论所得稳态结论相一致,并对 Smith 的小信号解答作了进一步完善。     

A Dnal-Mode Bow Tie Optical Fiber Sensor for Measurement of Axial Strain

An optical fiber strain sensor utilizing the mode-mode interference of LP_(01)~x,andLR_(11)~x,modes in bow tie optical fibers is described.The heterodyne interference caused byfrequency modulation of laser diode(LD) with ramp injection current is used torealize the detection of linear phase.Experimental results show a resolution of about 2%of one fringe corresponding to a strain of 2.9με.m.     

级联光纤中色散与自相位调制的相互作用

对不同光纤色散系数、任意光纤条数、任意长度组成的多级联光传输系统,推导了由自相位调制引起的光功率传递函数,并对此进行了仿真计算。结果表明,自相位调制引起的功率变化与系统的光纤损耗、色散系数、非线性系数、调制频率等参数有关,并且随调制频率增加成波动性变化,从而证明了理论分析的正确性。     

基于光纤环结构的微波光子滤波器

针对微波光子滤波器中光纤环的不同参数和结构,详细分析了不对称耦合比对光纤环构成的滤波器抑制比性能带来的提高,并理论推导和实践了光纤环滤波器的级联.研究发现,基于不对称耦合光纤环结构的微波光子滤波器比基于对称耦合光纤环结构的微波光子滤波器拥有更高的抑制比;从原理上分析了无限脉冲响应（IIR）滤波器级联特性不稳定的原因,并在实验中证明了基于低相干光源的级联滤波器频响稳定性有很大提高;对于基于光纤环结构的微波光子滤波器,无论是单环结构还是级联结构,使用宽带光源作为载波会得到更好的滤波效果,系统的频响也更稳定.     

张紧式荫罩微振动的分析测量

分析了不同类型的张紧式荫罩在受激后产生的各种近似振动模式,通过光机转换技术,采用非接触式的单光纤强度反射法测量荫罩的振动特性.实验证明,该测量系统能够准确、客观地反映荫罩振动的各项参数,包括各振动模的振动频率、振幅和衰减时间.对于荫罩这种振幅极小的振动,本方法具有简单、方便、快速和精确的特点,是分析测量荫罩振动的有力工具.     

多模光纤耦合LD输出光束的空间耦合技术

为了研究多模光纤耦合LD输出光束通过空间耦合后的光场分布,分析了多模光纤输出端面的光场分布,用光学ABCD矩阵讨论了多模光束通过光学系统的变换特性.并实验测量了通过薄透镜耦合后的光束分布参数,测量结果在束腰附近与计算结果相当吻合;对不同薄透镜的数值计算发现,增加入射光束到透镜的距离,或者使用短焦距的透镜,都能起到压缩光斑尺寸的目的.对于空间耦合泵浦固体激光器的光纤耦合LD的输出光束,使用短焦距的透镜要优于使用长焦距的透镜.     

光纤激光器中的波导损耗

本文分析了两种由于波导本身引起的光纤激光器的损耗。一种是由波导边界的畸变所导致的导模耦合至辐射模的损耗;另一种是由于光纤导模中一部分功率在包层中传播,它将引起一等效的损耗。     

用FD-BPM模拟不同折射率下光纤的光场分布

利用有限差分光束传播法(FD-BPM)模拟出在不同折射率下的均匀光纤、锥形光纤及光纤对接中的光场分布,着重分析光纤的不同折射率分布对光纤传输能量以及光纤传输中造成能量损耗的影响,为研究不同折射率下光纤的能量传输特性奠定了理论基础.     

基于光纤像面全息的金属构件微位移测量

针对激光全息技术能处理常规方法难以解决的问题以及光纤具有环境适应性的特点,设计了一种基于光纤像面全息干涉计量对金属材料构件微小位移测量的方法.通过对不同芯径传像光纤束情况下的成像结果分析,得出了与材料力学相符合的结论.实验结果表明,提出的方案适用于对金属材料特性的高精度测量,可以解决阻碍激光全息技术推广应用和发展的环境要求.     

不同材料光纤级联RFA增益谱的平坦化

讨论不同材料光纤级联拉曼光纤放大器(Raman Fiber Amplifier,RFA)增益谱平坦化技术,对把耦合波方程解析解直接应用在不同材料光纤级联中的方法提出一种改进,即将受激拉曼散射耦合波方程解析解的化简形式具体应用到普通石英光纤和掺磷石英光纤级联中,使输出端得到一个固定的功率输出值,从而实现信号光增益谱的平坦化。仿真结果表明,根据改进方法所设计的放大器增益平坦度高,信号光功率增益大,可实现不同材料光纤级联RFA增益的平坦化。     

Influences of polishing on return loss of optical fiber connectors

With Al2O3 and SiO2 as polishing medium, under different polishing conditions, e.g. with different polishing pressure, polishing time and polishing fluid, the influences of polishing treatment on the return loss of optical fiber connectors were investigated. The return loss of optical fiber connectors is 32-38 dB before polishing. The resuits show that dry polishing(i, e. no polishing fluid) with Al2O3 has less influence on return loss of optical fiber connectors, while dry polishing with SiO2 reduces return loss to about 20dB because of the end-face of optical fiber contaminated. The wet polishing(i, e. using distilled water as polishing fluid) with Al2O3 or SiO2 can increase return loss to 45-50dB, but wet polishing with Al2O3 may produce optical fiber undercut depth of 80-140nm. Wet polishing with SiO2 should be preferentially selected for optical fiber connectors and polishing time should be controlled within 20-30s.     

Experimental measurement and numerical analysis of fused taper shape for optical fiber coupler

To find out the effect of the shape of fused taper region on the optical fiber coupler, the fiber couplers were fabricated at different drawing speeds with a six-axes fiber coupler machine. The results, which were obtained fi＇om the shape of fused taper region measured with microscope, show that there is a close correlation between the cone angle and optical performance of fiber coupler. High-performance fiber coupler cannot be obtained until rheological shape is controlled accurately. The numerical analysis model, which was built based on generalized Maxwell viscoelastic theory, is resolved with ANSYS software. The calculated results accord with the experimental data. It can apply a theoretic basis for forecasting the shape of fiber coupler fabricated under the conditions of different technological parameters.