蓝宝石光纤高温光学特性研究

蓝宝石光纤物理化学性能稳定,熔点高（超过2000℃）,在0.3-4.0μm波段范围内透光性好,具有光波导的特点,在高温光纤传感和近红外传感等领域有很好的应用前景.实验从蓝宝石光纤在高温环境下（大于1000℃）的光学稳定性、光纤的自辐射、塑性弯曲对出射光信号的影响3个方面进行研究,结果表明,蓝宝石光纤在高温下的光学传输损耗随时间增加,温度测量精度由信号的稳定性和光纤自辐射决定,而蓝宝石光纤的塑性弯曲引起的信号额外损耗比较小,在900 nm处小于0.1dB.光纤表面在高温下的永久损伤是产生这些性能劣变的主要原因,损伤的主要机制为外部杂质在高温下与光纤表面的相互作用.为了保护蓝宝石光纤传感头在高温下的稳定工作,有必要在光纤表面制作保护层和采用合适的保护套.     

蓝宝石光纤高温光学特性研究

实验研究了蓝宝石光纤在高温环境下(大于1000℃)的光学稳定性,以及光纤的自辐射、塑性弯曲对出射光信号的影响,结果表明蓝宝石光纤在高温下的光学传输损耗随时间增加,温度测量精度由信号的稳定性和光纤自辐射决定,而蓝宝石光纤的塑性弯曲引起的信号额外损耗比较小,在900nm处小于0.1 dB.光纤表面在高温下的永久损伤是产生这些性能劣变的主要原因,损伤的主要机制为外部杂质在高温下与光纤表面的相互作用.

Abstract：

The performance stability,self-radiation and plastically bend of sapphire fiber under high temperature are studied.Experimental results show the optical transmitter loss increases with time when sapphire fiber under high temperature environment.Temperature measurement precision depends on the stability of signal and the self-radiation of fiber.The additional loss caused by a single plastically bend is less than 0.1 dB at 900 nm,less than the loss.before bend.The permanent injury of the sapphire fiber surface is the main reason for deterioration.It is found that the surface injury is mainly attributed to the pollution of the fiber surface and the mutual reaction between the sapphire fiber and the polluted substance in the ambient environment.     

传感与传能用蓝宝石单晶光纤的生长与光学特性

用激光加热小基座法生长了直径为２００～１０００μｍ，长度达５０ｃｍ的蓝宝石单晶光纤．对蓝宝石单晶光纤的光学传输特性进行了分析和测试，结果表明蓝宝石单晶光纤在可见到近红外波段具有良好的光学传输特性，可应用于高温传感和医用近红外激光传输．     

蓝宝石单晶光纤高温仪的研制

报道了双波长蓝宝石单晶光纤高温仪的研制工作．对蓝宝石单晶光纤高温传感头的热辐射特性进行了理论分析和实验研究，并在此基础上研制了双波长蓝宝石单晶光纤高温仪，仪器的测温范围为８００～１７００℃，测温精度可望达到０．２％（１０００℃时），分辨率为１℃，可应用于科研和工业生产中某些特殊环境下的温度测量．     

下陷层辅助单模光纤的弯曲损耗研究

随着光纤到户网络的逐渐普及,弯曲不敏感光纤受到了越来越多的关注。对下陷层辅助弯曲不敏感光纤进行了系统的研究。在带有下陷层的弯曲不敏感光纤中,下陷层的折射率差、下陷层的宽度以及下陷层至芯层的距离是影响弯曲损耗的三个重要参数。结合上述三个参数,系统研究了光纤半径以及涂覆层折射率对弯曲损耗的影响。研究表明,通过改变光纤半径可以有效降低弯曲损耗;在特定的弯曲半径下,当涂覆层折射率增大时可以有效减小光纤的弯曲损耗。这些结论对弯曲不敏感光纤的设计及制造具有指导意义。     

弯曲光纤布拉格光栅光谱特性的研究

从理论与实验两方面研究了基于普通单模光纤的光纤布拉格光栅在弯曲时光谱特性的变化。基于耦合模理论, 以弯曲光纤为参考波导, 研究了弯曲波导的分析模型和漏模求解工具, 考虑了弯曲时光弹效应的影响, 得到弯曲光纤中的准导模（漏模）; 分析了弯曲情况下, 布拉格波长的变化情况, 与实验结果基本吻合。在1 cm的弯曲半径下, 布拉格波长向长波长的偏移在10-2nm量级。     

化学腐蚀法研究蓝宝石单晶中的位错缺陷

采用化学腐蚀-金相显微镜法和SEM法观察了CZ法生长的直径50mm的蓝宝石单晶中的位错缺陷.发现位错分布状况为中心较低、边缘较高,密度大约为104～10 5cm-2.在不同温度不同的试剂以及不同的腐蚀时间进行对比结果发现,用KOH腐蚀剂在290℃下腐蚀15min时,显示的位错最为清晰、准确,效果最佳.     

纯石英光纤的弯曲传输特性实验研究

报道了国产纯石英光纤弯曲特性的测量结果，得到了光纤的弯曲损耗与芯径、弯曲半径的关系曲线，并对测量结果进行理论分析。     

通信用塑料光纤

简要介绍了塑料光纤的开发历史和现状、介绍了塑料光纤通信的优点，尤其是在高速、短距离通信网络中的明显优势，也提到了塑料光纤通信存在着损耗大、带宽窄、耐温性差等的缺点，以及人们正在针对这方面的问题进行研究，争取使塑料光纤在未来的光纤通信中得到广泛的应用。     

通信用塑料光纤标准

塑料光纤是一种新型的光通信介质,在短距离通信领域得到了广泛的应用。主要介绍了国际和国内的塑料光纤标准情况,重点介绍了新制定的国家通信行业标准。     

湿腐蚀法制备塑料光纤折射率传感器

为了获得高灵敏度的塑料光纤折射率传感器,提出了一种湿腐蚀制备塑料光纤传感器的方法。首先利用三氯甲烷和无水乙醇配制了塑料光纤腐蚀剂;接着研究了腐蚀剂浓度、温度对塑料光纤腐蚀速率及腐蚀后表面形貌的影响;然后研究了传感器经不同浓度和不同温度腐蚀剂腐蚀后的传输光谱特性;最后利用葡萄糖溶液测试了经过不同腐蚀条件腐蚀后的传感器灵敏度。实验结果表明,光纤的腐蚀速率随着腐蚀剂浓度和温度的升高而增大;光纤腐蚀后的表面形貌、光谱传输特性及传感器灵敏度受腐蚀条件影响显著;当腐蚀剂温度为20℃、浓度为70%时,可以获得光滑、干净的腐蚀光纤表面,此时传感器具有较好的光谱传输质量,同时传感器的灵敏度达到3.8[(RIU)]-1。     

高温传输和传感器用的蓝宝石光纤

介绍了美国费城Drexel大学研究出来的多晶氧化铝包层蓝宝石光纤的两种制造方法。该种光纤可用于高温场合，如红外光的传输和高温传感器。     

工业控制用低速率塑料光纤接收芯片的设计

研究了工业控制用低速率塑料光纤接收芯片的设计方案。首先根据实际情况对整个接收芯片的基本参数、生产工艺的选择进行了分析,然后提出了塑料光纤接收芯片的系统架构,详细分析了电路中直流失调和1/f噪声两大关键问题的解决思路,并应用Cadence软件设计了功能完备的接收芯片。最后通过搭建仿真传输链路,对设计的塑料光纤接收芯片性能进行了验证。     

双包层塑料光纤放大器增益特性的研究

依据双包层光纤的截面特征,给出了适用于双包层结构光纤放大器的速率方程和功率传输方程,并用数值方法对不同结构的双包层塑料光纤放大器的增益特性进行了分析,结果表明:,偏心结构双包层塑料光纤放大器在提高信号增益的同时,又可有效地避免有机染料发生热漂白.     

一种基于塑料光纤的计算机网络的研制与开发

提出一种基于塑料光纤(POF)传输媒质的计算机网络.该网络由个人计算机、光发射/接收单元和650nm的POF组成,光发射/接收模块用Agilent公司生产的HFBR-1505/2505A.为满足数字光纤通信系统对线路编码的要求,采用传号反转码并由光收发单元实现码型变换.研究结果表明,该网络具有高带宽、高可靠性的特点.通过编写的Visual C 网络语音电话程序,验证了该方案的有效性和可行性.