色散渐减光纤及其应用

在叙述色散渐减光纤基本理论的基础上,详细地介绍了色散渐减光纤在光纤通信领域 的若干应用及最新的研究进展。包括光脉冲产生与传输、光脉冲压缩、以及超连续谱的产生等。特别报道了我们最近的研究结果。     

基于Sagnac组合型干涉仪的光纤分布式扰动传感器

提出并研究了基于Sagnac组合型干涉仪的光纤分布式扰动传感器。扰动作用在传感光纤上引起传输光波相位的变化,可以通过Sagnac干涉仪进行检测。所提出的光纤传感器包括三个Sagnac干涉仪,它们共用一个宽带光源(BBS),并通过两个光电探测器(PD)检测干涉信号。由于宽谱光源的相干长度很短,因此只有经历相同路径的两束光会发生干涉,这样的路径存在三条。其中一个光电探测器检测有着相同环路长度的两个Sagnac干涉仪的信号之和,另一个光电探测器检测由法拉第旋光镜和传感光纤组成的干涉仪中的干涉光强。通过对探测器接收到的信号进行数学运算可以对扰动进行定位。实验结果表明,所提出的传感器可以检测并定位扰动。10次实验的最大定位误差为370 m,平均定位误差为270 m。     

光纤脉冲压缩技术及其进展

本文系统综述了基于单榄光纤的脉冲压缩方法，原理及其进展，介绍了我们最近的研究结果，讨论了实现高效率脉冲压缩的途径。     

超短激光脉冲在非线性光纤中的传播

研究了非线性光纤中自相位调制导致光脉冲频谱展宽的详细物理过程,以此为光纤中光孤子产生的物理过程作准备。     

基于Sagnac干涉仪的光纤直流磁场传感研究

将磁致伸缩材料粘贴单模光纤构成的光纤磁传感探头接入Sagnac光纤环的一端,外加交流磁场将探头周围的直流磁场加载到4.9kHz的高频信号上,建立了基于Sagnac干涉仪的光纤直流磁场传感实验系统.采用锯齿波相位调制的方法,将干涉仪系统相位偏置在π/2附近,通过测量所加高频信号的幅度,实现了对直流磁场的测量.实验得到系统信号稳定性为0.4%,磁场分辨率为4.3nT,并给出36.75g铁块经过磁传感探头时系统的响应信号.     

掺铒非线性光纤环镜中增益带宽对超短光孤子放大的影响

根据宽带脉冲的特点,建立了描述宽带脉冲放大的理论模型,并同时用数值方法研究了超短孤子在掺铒非线性光纤环镜中的放大.计算结果表明,当输入脉冲的频谱宽度和增益带宽相接近时,超短光孤子的波形和频谱产生畸变,放大效率降低,使得输出脉冲不再具有孤子特性.而这种影响可以通过优化不同增益带宽的ED-NALM中环的长度来消除.     

光纤脉冲压缩技术及其进展

本文系统地综述了基于单模光纤的脉冲压缩方法、原理及其进展，介绍了我们最近的研究结果，讨论了实现高效率脉冲压缩的途径。     

一种新的直线型Sagnac光纤干涉仪管道泄漏检测系统及其定位技术

研制了一种基于Sagnac干涉仪的直线型分布式光纤传感器,可实时进行管道泄漏检测与定位。利用法拉第旋转镜将传统Sagnac干涉仪的环形结构改为直线型结构,使其适用于各种复杂管道的布放。推导了泄漏信号引起的光信号相位变化表达式;分析了该干涉仪应用于泄漏检测的原理及其泄漏源定位方法,并在泄漏点距法拉第旋转镜为4.020 km处进行了泄漏有无及定位的研究。实验结果表明,该系统很好地检测到泄漏源的有无,又较准确地确定了泄漏源位置且最大定位误差小于118 m。     

基于并联法布里-珀罗干涉仪游标效应的增敏光纤湿度传感器

为了提高光纤湿度传感器的灵敏度,提出了一种基于并联光纤法布里-珀罗干涉仪(Fabry-Perot interferometers, FPIs)游标效应的增敏型湿度传感器,并进行了实验验证。该传感器由两个基于内径4μm石英毛细管的光纤FPI通过2×2耦合器并联组成,其中一个FPI作为传感FPI,其末端镀有湿敏特性的琼脂糖薄膜,另一个作为参考FPI。论文分析了器件的湿度传感工作原理,实验结果论证了该理论分析的正确性。实验显示,并联FPI游标效应器件在40%RH—60%RH范围内其灵敏度高达0.843 9 nm/%RH,较之单一FPI的灵敏度提高了9倍,是并联FPI反射谱直接波谷追踪波长解调灵敏度的44倍。增加FPI末端湿敏膜厚度,其灵敏度进一步提高至1.12 nm/%RH。该传感器制备简单、尺寸小、灵敏度高,在湿度测试方面具有潜在的应用价值。     

基于色散渐减光纤的光脉冲压缩技术及其进展

综述了基于色散渐减光纤的绝热孤子压缩、高阶孤子压缩和非线性光纤环镜的光脉冲压缩的方法、原理及其进展,介绍了作者最近的研究成果,即采用色散渐减光纤构成的马赫--曾德尔干涉仪压缩光脉冲.     

基于分布增益非线性光纤环镜的弱脉冲放大与压缩

已有研究发现,用分布增益非线性光纤环镜放大和压缩超短光孤子不仅能避免常规掺铒光纤放大器中由于非线性效应引起的孤子崎变,而且可克服绝热放大技术放大器长度随输入脉宽增大而指数规律增大的困难。我们进一步计算了弱脉冲在分布增益非线性光纤环镜中的放大和压缩过程。结果表明,对于峰值功率比基阶孤子低得多的弱脉冲输入,用分布增益非线性光纤环镜同样可实现无崎变的脉冲能量放大和脉宽压缩;而且,经环镜放大输出的脉冲也接近基阶孤子。然而,输入脉冲峰值功率越低,实现最佳放大所需的环镜总增益越大,高阶效应对放大结果的影响越显著。     

光孤子脉冲压缩态的实验与理论进展

文中描述了压缩态的基本理论,综述了产生光孤子脉冲压缩态的实验和数值模型,并 在前人的模型基础上,计算了使用非对称Sagnac 干涉仪产生孤子压缩,通过直接测量后得到的一些模拟结果。计算结果与实验定性一致。     

自由光谱范围可调谐的Mach-Zehnder全光纤干涉仪

介绍了一种自由光谱范围可调谐Mach-Zehnder全光纤干涉仪,该结构由2个3dB光纤耦合器和1个可调光延迟线组成,自由光谱范围的调谐由高精度光延迟线控制.Mach-Zehnder全光纤干涉仪两臂的光延迟时间调节范围为O～300ps,自由光谱范围可调谐范围为3～+∞ GHz.     

色散渐减光纤中的绝热脉冲压缩研究

简述了绝热孤子压缩的机理,并对线性、指数、高斯、余弦和双曲5种类型色散渐减光纤(DDF)的绝热脉冲压缩过程进行了分析和讨论,结果表明线性渐减的DDF更适于绝热脉冲压缩.     

阶梯色散渐变光纤及高速孤子传输

当皮秒孤子在群色散沿长度方向指数衰减的色散渐变光纤(DDF)中传输时，孤子的群色散和自相位调制保持局域平衡，宽度可以保持不变，用于孤子光通信有其特殊的优越性、但群色散分布满足要求的色散渐变光纤制造难度较大．为此，文章提出了用群色散分段均匀的光纤(称其为阶梯色散渐变光纤)来加以替代的可能性．模拟结果表明：孤子可以在由这样的光纤及滑频滤波器组成的光纤环路中稳定传输、即使群色散分布不理想的DDF，只要其各段的平均群色散满足要求，就不会严重影响孤子传输的稳定性。     

基于DDF的光脉冲绝热压缩和高阶孤子压缩

采用分步傅里叶数值计算方法研究了不同光纤长度、不同色散剖面曲线的色散渐减光纤(DDF)中光脉冲压缩的规律,最后以线性DDF为例,研究了光纤长度和孤子阶数对DDF中高阶孤子压缩性能的影响.数值计算结果表明,基于DDF的光脉冲压缩可以获得低脉座和无频率啁啾的高质量超短光脉冲.特别地给出了光纤长度和色散剖面对脉冲压缩性能如压缩比、峰值功率和脉座等的影响,对DDF光脉冲压缩有实际的指导意义.