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．     

蓝宝石光纤光栅高温传感器研究进展与发展趋势(特邀)

在高速飞行器、航空发动机、核反应堆等国防安全和国民经济的重要领域,需要实现1800 ℃以上的高温原位测量。常规石英光纤传感器受限于材料特性,无法在1000 ℃以上高温环境中长期稳定使用。单晶蓝宝石光纤具有极高的熔点（2053 ℃）和较低的传输损耗,是一种良好的高温传感材料。在单晶蓝宝石光纤内部刻写布拉格光栅,可以研制出蓝宝石光纤光栅传感器,具有耐温性能好、测量精度高、便于多点测量等优点,是当前最具发展前景的新型高温传感器件。首先介绍了蓝宝石光纤光栅高温传感器的工作原理和理论模型,接着介绍了利用飞秒激光制备蓝宝石光纤光栅的三种主流技术,包括相位掩模板扫描法、双光束干涉法、直写法,并从制备效率、光谱质量等方面比较了三种技术的优劣,指出飞秒激光直写法是制备蓝宝石光纤光栅高温传感器的最佳手段;然后介绍了蓝宝石光纤光栅的光谱优化方法,包括如何减小光栅光谱带宽和如何降低光谱噪声;进一步介绍了蓝宝石光纤光栅的高温传感特性、封装工艺及高温温度、应变传感应用;最后展望了蓝宝石光纤光栅传感器的未来发展趋势。蓝宝石光纤光栅高温传感器的快速发展和大规模推广应用,必将有助于解决当前我国航空航天、核电等领域重大装备结构健康监测的卡脖子难题。     

塑性弯曲蓝宝石单晶光纤的光学特性研究

为满足医用激光传能要求,使用CO2激光对直径分别为550um和750um的两组蓝宝石单晶光纤进行了塑性弯曲,平均弯曲半径为3.0mm,由单个弯曲引起的额外损耗在900nm处小于0.1dB,对脉冲Nd:YAG激光能量传输的损伤阈值高于30MW/cm^2。实验结果表明,塑性弯曲蓝宝石光纤完全可满足医用激光传能的要求,并可减小输出端弯曲光纤头的体积,增大光纤激光传输应用系统的灵活性。     

调Q Nd：YAG脉冲激光－光纤耦合与传输特性的研究

研究了调ＱＮｄ：ＹＡＧ脉冲激光－光纤耦合效率与传输特性，测量了激光损伤阈值，研究了入射激光束参数对激光损伤阈值和耦合效率的影响，在此基础上设计了耦合光学系统，对１０ｎｓ的激光脉冲，从光纤输出的激光脉冲的能量密度达１２Ｊ／ｃｍ￣２，对准静态Ｎｄ：ＹＡＧ（脉宽ｍｓ量级）脉冲激光，从光纤输出的激光脉冲的能量达３．５Ｊ可以满足激光刻字和激光焊接的要求。     

调QNd：YAGE脉冲激光：光纤耦合与传输特性的研究

研究了调ＱＮｄ：ＹＡＧ脉冲激光－光纤耦合效率与传输特性，测量了激光损伤阈值，研究了入射激光束参数对激光损伤阈值和耦合效率的影响，在此基础上设计了耦合光学系统，对１０ｎｓ的激光脉冲，从光纤输出的激光脉冲的能量密度达１２Ｊ／ｃｍ＾２，对准静态Ｎｄ：ＹＡＧ脉冲激光，从光纤输出的激光脉冲的能量达３．５Ｊ可以满足激光刻字和激光焊接的要求。     

掺钛蓝宝石小单晶棒的光谱测试

我们测试了利用激光加热小基座生长单晶光纤技术得到的掺三价钛离子蓝宝石小晶体棒的光学特性、并对实验结果作了分析与讨论。     

光纤延迟线长度编码优化设计

在光纤延迟测向激光告警系统中，光纤延迟线是用来连接光学接收系统和光电转换系统的．起到传输光、延迟光、对光信号进行编码的作用。由于光纤延迟线的长度不同，光学窗口接收到的激光脉冲产生不同的时间延迟．从而实现激光方位信息到时间信息的转变。光纤延迟线的长度对激光告警器的体积、光学损耗、虚警率等因素有着直接的影响，在此利用激光脉冲的相关特性，通过最优化理论对光纤延迟线进行排列组合．提出了光纤延迟线长度编码的优化设计方法，通过对相关理论的分析与计算．得到了一个全向矩阵的排列方式，从而得出了相应的排列原则。按照该原则对光纤延迟线进行排列组合，从理论上得到了最优的光纤延迟线总长度值，为激光测向告警器的优化设计提供了重要的理论依据。     

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.     

氧化锆单晶光纤制备系统设计与仿真

单晶光纤是光纤高温传感器的关键器材,在航空航天、电力、铸造等的高温测试领域有着广泛应用。随着温度测试上限要求的不断提高(>2000℃),常用的蓝宝石光纤高温传感器已无法满足该需求。本文针对这一现状,提出了一种基于LHPG法制备氧化锆单晶光纤的光学系统,旨在拉制出能测量更高温度的氧化锆单晶光纤,文章分析了该系统的基本结构、特点以及系统中主要参数的选择设置,并通过ZEMAX光学软件进行仿真。结果表明,该系统能够形成高质量的聚焦光斑,且具有对称性好、激光利用率高、能量分布均匀等优点,为成功拉制氧化锆及更高温单晶光纤提供了理论依据。     

光纤放大器及其在光通信中的重要作用

简述了稀土掺杂光纤的特性，以及三能级光纤激光放大的基本原理。介绍了处于光通信第三窗口１．５５μｍ的铒光纤放大器和目前实用波段１．３μｍ光纤放大顺，以及光绗放大器在光孤子通信中的补偿作用。最后在光纤放大器的基础上讨论产生超短冲和红外辐射的几种新型纤激光器。     

掺Nd石英光纤的910nm光纤激光和超荧光

用514.5nmAr离子激光泵浦掺Nd石英单模光纤,通过抑制1080nm的发射,取得了910nm波段的光纤激光和超荧光输出.光纤激光的最大输出功率为1.4mW,斜率效率为2.5%.光纤超荧光的最大输出为0.4mW.比较了在单程和双程构置情况下910nm和1080nm超荧光输出间的关系.实验还研究了在同一构置中光纤输出从超荧光到振荡激光的变化过程.     

掺铒光纤激光器理论与实验研究

掺杂光纤激光器是一种新型的激光器和有源光学器件。本文对掺铒光纤激光器进行了理论和实验研究。对实验结果进行了分析，指出了完善实验的各种方案，为以后使光纤激光器实用化提供了依据。     

金属包层型平面光波导偏振器和在线单模光纤偏振器的理论和实验研究

改进了Ｙ．Ｙａｍａｍｏｔｏ提出的多层平面介质波导理论方法，并将改进后的方法应用于金属包层型平面介质波导偏振器和在线单模光纤偏振器，进行了理论和实验研究．     

国外军用光纤通信发展现状与市场预测

本文概述了军用光纤通信元器件及系统研制和开发近况;分析了军用环境对通信系统及元器件的要求;着重介绍了美国海、陆、空三军对光纤在军事上应用的开发计划;阐述了军用市场及投资情况并对市场发展趋势作了预测。     

光纤数字通信接收机灵敏度的含义及其在工程上的测量方法

由于考虑影响因素的范围有区别,在数字光纤通信工程上,对光接收机灵敏度有几种不同的含义,因而在中继距离的计算和灵敏度的测量上,亦有差异。本文讨论了上述几方面问题,并介绍了最小接收光功率的测量方法,特别是工程上的一种近似方法。     

TiC纤维表面SiC晶体的生长与形貌

用扫描电镜对ＴｉＣ质长纤维经高温处理后表面形成的ＳｉＣ晶体的形貌进行观察，发现其晶形是骸晶体，文中对这种骸晶的形成原因与生长机理作详细讨论。     

单模光纤中模耦合微扰功率谱与偏振关系的研究

提出用测量光纤偏振耦合率来确定模耦合系数，从而得到耦合微扰功率谱与双折射关系。它给出了光纤拉制中微扰作用 的信息，是研制偏振光纤的一种有效方法。     

波长扫描光纤干涉仪扫描模型的建立及分析

介绍了一种新的可用于绝对距离测量的波长扫描光纤干涉仪，建立了测量系统及波长扫描的模型，分析了波长扫描的随机漂移对测量的影响，提出了对光源扫描性能的要求．实验结果表明，测量系统的精度可达到０．０５μｍ．     

吸收式气敏传感空芯光纤的设计和制备

研发了红外波段吸收式气敏传感空芯光纤.空芯光纤的内面镀有银膜和介质膜,在目标波长提高反射率从而降低损耗.银膜和介质膜分别采用化学银镜反应法和液相镀膜法成膜.优化介质膜的材料和膜厚.光纤在可见光到中红外波段实现了低损耗特性.空芯光纤不仅可以用作气体传感的光吸收气室,而且也可用作红外光的传输媒介.初步实验结果显示这种空芯光纤可以替代普通的气体吸收气室,实现传感系统小型化.     

中红外光纤激光器的研究进展

中红外光纤激光器因其特殊的输出波长和良好的光束质量,在军事、大气通信、生物医疗等领域有着广泛的应用前景。从不同掺杂稀土离子的角度介绍了氟化物玻璃和硫化物玻璃中红外光纤激光器的工作原理和结构,并阐述了国内外最新的研究进展。同时,介绍了本研究小组在中红外光纤激光器方面的研究工作及取得的最新成果。最后,对中红外光纤激光器的发展前景进行了展望。