采用相关辨识的光纤陀螺动态特性测试方法

动态特性是光纤陀螺的一项重要技术指标,传统的机械转台无法提供测试条件.提出了一种基于相关辨识的光纤陀螺动态特性测试方法;根据全数字闭环光纤陀螺采用数字阶梯波反馈实现闭环控制的工作原理,通过在闭环反馈信号中叠加伪随机信号的方法来进行动态特性测试.将反馈阶梯波上叠加的伪随机信号作为辨识输入信号,光纤陀螺闭环数字输出作为辨识...     

布拉格光栅辅助型上下话路滤波器的实验制作

采用波长为248nm的紫外光,在由标准单模光纤和自制的高掺锗光敏光纤熔融拉锥制作的2×2光纤失配耦合器上写入光纤光栅,实现了全光纤布拉格光栅(FBG)辅助失配耦合器型上下话路滤波器,并测试了器件的传输特性,器件的插入损耗和回波损耗分别为6.74dB和-18.84dB。用10Gbps的光信号进行了传输实验,分别测试了下话路前、后信号的眼图。与输入信号相比,下话路信号的信噪比从10.04dB降低到了9.27dB,信号的消光比从8.89dB降低到了4.68dB。     

单模光纤熔锥耦合的波谱特性及其应用

本文讨论两根平行单模光纤熔锥耦合的波谱特性，计算了特定波长上的归一化功率输出特性，总结了该特性在研制波分复用器、光纤放大器中的泵浦与信号复用器以及光纤激光器中的全光纤反射镜方面的具体应用。     

全光纤结构高增益脉冲光纤放大器的实验研究

为了探讨多级级联掺镱光纤放大器的脉冲放大特性,采用主振功率放大技术(MOPA),实验研究了3级级联、全光纤结构的高增益脉冲激光放大器。通过优化各放大级增益光纤的长度和抽运光功率的大小,在保证高放大增益的同时,抑制了掺镱光纤中自发辐射光的自生激光振荡,并对第2放大级进行了结构优化。在脉冲激光放大过程中实现了中心波长1064nm、脉冲宽度19ns、重复频率5kHz、峰值功率3.8kW、总放大增益达43.8dB的稳定激光输出。同时,制作完成了1台结构紧凑、全光纤结构的脉冲光纤放大器样机,对重复频率1Hz的低频脉冲信号进行了放大实验,也得到了43.2dB的输出信号增益。结果表明,本脉冲光纤放大器对低频脉冲信号有很好的放大效果。     

宽带Er2Tm共掺石英光纤放大自发辐射特性分析

探索了新型Er2Tm共掺石英基质超荧光光纤光源的特性,在粒子数方程和功率传输方程的基础上对其放大自发辐射(ASE)特性进行了理论分析。在单向泵浦中,分析了泵浦功率和信号功率随光纤长度的变化特性,描述了在不同光纤长度、离子浓度及泵浦功率下信号谱的变化趋势;在双向泵浦中,讨论了泵浦功率和信号功率随光纤长度的变化特性以及信号谱相对于光纤长度和泵浦功率的稳定性。结果显示,利用Er2Tm共掺石英基质光纤可以获得稳定的100nm放大自发辐射带宽,大约是传统掺铒光纤超荧光光源带宽的两倍,但输出功率比后者低3个量级以上。     

全光纤单频光纤放大器实现550W近衍射极限输出

通过引入长锥形增益光纤综合抑制受激布里渊散射和模式不稳定效应,兼顾1030nm波段信号光放大的高模式不稳定阈值特性,基于全光纤放大器实现了550W的近衍射极限单频光纤激光输出,整个放大器的斜率效率达80%,最高功率时的光束质量测量值M^2约为1.47;系统亮度的进一步提升受限于热致模式不稳定效应。     

全光纤声光可调谐滤波器声信号调理电路设计

声波信号的质量对于全光纤声光可调谐滤波器的滤波稳定性及调谐范围等都起着重要作用.该文设计制作的声信号调理电路有效满足了全光纤声光可调谐滤波器对声波信号频率、幅度、失真度等参数的要求.将该电路应用于光纤光栅声光可调谐滤波器的声信号控制实验中,实现了输出波长在声波信号控制下快速、稳定的连续调谐.     

双芯光子晶体光纤的带隙及色散特性

为了研究双芯光子晶体光纤的带隙和色散特性,采用平面波展开法计算了双芯光子晶体光纤的带隙特性,当相对孔径d/A≥0.2时,归一化传播常数βA的增大,导致光子禁带宽度增加,利用空气导光的工作波长范围越大。并采用全矢量模型分析了双芯PCF的色散特性,得到了通过适当调整光纤的结构参量,可以获得灵活的色散特性的结果。当孔距A=2μm、相对孔径d/A=0.4时,在波长1.55μm附近,获得近480nm的超平坦色散区;随着相对孔径和孔距的增大,零色散点向短波长方向移动。这为制作高效传输光信号和高性能的保偏光纤提供了一个有效途径。     

百瓦级全光纤双包层光子晶体光纤放大器

利用双包层掺镱光子晶体光纤(DC-PCF)作为增益光纤,设计制作了全光纤双包层光子晶体光纤放大器。实验制作了匹配DC-PCF的(6+1)×1端面抽运耦合器,6根抽运光纤采用包层直径、纤芯直径分别为105μm和125μm(数值孔径为0.22)的多模光纤,信号光纤采用普通单模光纤。利用套管法制作端面抽运耦合器,并将制作完成的耦合器与DC-PCF直接熔接,再对光子晶体光纤进行锥棒熔接,锥棒输出端面镀1000~1100nm的增透膜,以防止激光反馈对整个放大系统产生影响。对全光纤双包层光子晶体光纤放大器进行测试,使用976nm的抽运源提供能量,信号光使用波长为1064nm、功率为2 W的连续光。当抽运功率达到最大值151.83 W时,最大输出功率为108.1 W,斜率效率为72.7%。输出光斑为很好的基模光斑,体现了光子晶体光纤在具有大模场面积的同时仍能保持基模传输的优良特性。     

同向抽运光纤拉曼放大器的阈值特性

为全面分析同向抽运光纤拉曼放大器的阈值特性,基于耦合微分方程,采用龙格库塔算法,数值模拟同向抽运光纤拉曼放大器中信号光功率沿光纤的演变过程,在此基础上根据实际情况推导出同向抽运光纤拉曼放大器的阈值公式。然后,数值计算各个参数对同向抽运光纤拉曼放大器阈值特性的影响,结果表明,初始信号光功率、光纤有效长度、拉曼增益系数、抽运光和信号光频率比值增加,阈值减小;光纤有效面积越大,阈值越大。     

三分量全保偏光纤加速度传感器的研究

报道了三分量全保偏光纤加速度传感器的实验研究结果。传感器由6个弹性柱体共同支撑1个质量块构成三分量结构,由3个迈克尔逊全保偏光纤干涉仪共用一个光源组成。光学部分采用全保偏光纤干涉仪结构,消除了干涉光束偏振态随机变化引起的信号衰落,采用光频调制相位载波解调信号处理技术,消除了相位随机漂移引起的信号衰落,从而实现了对加速度信号的稳定检测。传感器的工作频带为5~500 Hz,加速度灵敏度达到660 rad/g,系统最小可测相位差为10-5rad,最小可测加速度达1.5×10-7m/s2,工作频带内加速度灵敏度变化小于2 dB。三轴加速度灵敏度和频率响应曲线与理论分析的结果基本一致。     

光纤干涉仪输入光偏振态反馈控制理论分析

具有较大非平衡长度的光纤Mach-Zehnder干涉仪解调DFB激光器传感信号时,存在着偏振衰落现象,为了解决这一问题,提出了一种对干涉仪输入光偏振态进行反馈控制的方案,论述了具有反馈控制功能的干涉仪信号解调系统,推导了反馈控制系统的控制信号与干涉仪条纹可见度之间的关系式,分析了该系统在不同光信号输入情况下的工作状况,从理论上证明了利用该系统可在一定条件下使干涉仪的条纹可见度稳定在1附近,论证了该方案消除干涉仪解调传感信号时偏振衰落现象的可行性。     

薄壁圆柱壳体压差式光纤矢量水听器

分析了薄壁圆柱壳体压差式光纤矢量水听器的基本原理.用光纤迈克耳孙干涉法测量水声压差信号,用琼斯矩阵理论分析了干涉系统的偏振衰落原因并用法拉第镜实现偏振补偿.分析了压差判向的声学原理,仿真了余弦指向性曲线.用轴对称问题的准静态弹性力学原理分析了水听器背衬结构模型,得出声压差相移灵敏度的解析式.实验设计并实现了薄壁圆柱壳体压差式光纤矢量水听器样机,其测量的声压相移灵敏度与理论计算结果基本吻合,其指向性测量与计算机仿真分析基本一致.在低频段灵敏度上取得了突破,为低频水声环境应用压差式矢量水听器提供了依据,为小尺寸高灵敏度光纤矢量水听器的研制提供了参考.     

A variable-loop Sagnac interferometer for distributed impactsensing

A variable-loop fiber optic Sagnac interferometer is designed to locate a time-varying disturbance. Phase perturbation on a Sagnac loop produces a nonreciprocal phase signal which contains information of the perturbation location. Both location and amplitude of the perturbation can be determined by combining two phase signals from the variable-loop Sagnac interferometer. Spatial resolution better than 1 m has been demonstrated in a 180 m prototype system     

热极化保偏光纤电光相位调制器

对熊猫保偏光纤热极化 ,制成了一种新型保偏光纤电光相位调制器。在 2 80℃温度下 ,在磨抛并镀有微带电极的熊猫光纤两侧加 30 0 0V直流高电压进行极化 ,制成的电光相位调制器的电光系数为 0 47± 0 .0 5pm/V。此新型光纤电光相位调制器由保偏光纤制成 ,可用其构成偏振稳定的干涉型全光纤器件。     

载波调制型大气光学湍流光纤测量系统的实验研究

介绍了利用载波调制型光纤Mach-Zehnder干涉仪测量大气光学湍流折射率起伏的原理,给出了载波调制信号的解调方法.实验研究表明,该系统测量大气折射率起伏方差的噪声水平为2.5×10-16.在真实的大气环境下,通过与传统温度脉动仪的对比测试分析表明,两者的探测结果无论在量级上还是在变化趋势上都有很好的一致性,这标志着大气湍流的光纤测量技术已初步迈入实用阶段.     

基于单模光纤偏芯结构的光纤折射率传感器研究

基于迈克尔逊(Michelson)干涉仪(MI)原理,结合光纤传感器的特性,设计和实现了一种单模光纤(SMF)偏芯干涉仪结构光纤折射率传感器,并针对蔗糖溶液进行了折射率的测量。实验结果表明:这种传感器的传感范围在1.33～1.39时,特征波长与外界折射率有单调的递减变化关系,蔗糖折射率每变化0.01时,特征波长平均变化约为0.12nm。这种传感器结构简单,灵敏度较高,能够实现液体折射率与浓度变化的在线检测。     

干涉型保偏光纤微振动矢量传感器研究

报道了干涉型保偏光纤微振动矢量传感器的理论与实验结果。传感器采用全保偏光纤结构 ,消除了偏振不稳定性 ,系统采用光频调制相位载波 (PGC)解调信号处理技术 ,消除了干涉仪初始相差的影响 ,从而实现了对传感信号的稳定检测。对三轴正交芯轴式干涉型全保偏推挽结构的光纤微振动矢量传感器进行了理论和实验研究。由理论得到了简化公式 ,并通过公式分析了各种参数对传感器谐振频率与灵敏度等特性的影响。由实验得到系统谐振频率约为 370Hz,与 375Hz的理论结果基本一致。在 5～ 2 0 0Hz频段系统灵敏度响应平坦 ,约为 340rad/g ,略低于 35 6rad/g的理论值。该传感器具有良好的矢量性 ,在 4 5°方向的灵敏度约为轴向灵敏度的 0 7倍 ,与理论结果一致 ,正交方向串扰小于 - 2 6dB。系统最小可测相位为 10 -5rad ,最小可测加速度为 3× 10 -8g。     

全光纤干涉系统用于光纤长度测量实验

利用全光纤干涉系统 ,提出了光纤长度测量的新方法 ,与传统的光纤长度测量方法—时域反射 (OTDR)法相比 ,该方法完全消除了OTDR的盲区。通过实验 ,验证了该方法的可靠性和理论分析的正确性。     

波长扫描干涉仪信号处理技术

提出了一种可用于绝对距离测量的光纤扫描干涉仪。基于数字信号处理技术,设计了一种算法,从而有效地提高了相位的分辨率、滤除噪声和干扰并克服了扫描过程中波长的随机晃动,可达到距离测量所要求的０．０５μｍ的精度和０．０１μｍ的分辨率