非线性Schrodinger方程及光学孤子

研究了光纤孤子通信系统，是以光孤子理论为基础的。本文中从Ｍａｘｗｅｌｌ方程出发，导出光孤子满足的非线性Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ言程，并由此得同在单模光纤中能存在并传输光孤子的条件。     

双折射光纤中正交极化孤子碰撞的数值研究

从频域中的Ｍａｘｗｅｌｌ方程出发,导出了描述线双折射光纤中ｐｓ量级脉冲演化的非线性耦合方程,给出了数值计算方法,然后数值研究了两正交极化一阶孤子在双折射光纤中的碰撞特性,分析了两孤子初始间距对孤子碰撞特性的影响。     

光纤中量子孤子的准经典方程

在库仑规范下对电磁场进行量子化,用密度矩阵描述光纤中包络孤子的特性,从量子统计基本方程量子Ｌｉｏｕｖｉｌｌｅ方程出发,推出Ｐ表示的Ｆｏｋｋｅｒ－Ｐｌａｎｃｋ方程,从而引出量子包络孤子在光纤中传输的准经典的非线性Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程。利用这方程讨论了孤子正交相振幅的崩坍与再生效应。     

光纤中的时间光孤子

光孤子的产生是实现光孤子通信的首要问题.介绍了光孤子的研究历史,通过分析光纤色散和非线性效应的相互作用,得出光纤中产生时间光孤子的条件、物理机理及特性,给出了描述时间光孤子的非线性薛定谔方程.最后,探讨了光孤子间相互作用对光孤子通信的影响,展望了光孤子的应用前景.     

两段级联掺铒光纤放大器的放大特性

采用Ciles速率方程模型，建立了980nm泵浦带光隔离器的两段级联掺铒光纤放大器的传输方程，通过数值模拟计算，分析了增益、噪声系数、输出信号功率与泵浦功率、输入信号功率等参数之间的关系，结果表明小信号增益比普通单段型光纤放大器提高了3dB以上，噪声系数降低了1．0dB以上，高增益(45dB)和接近量子权限噪声系数(3．2dB)可同时达到．     

分布式光纤传感器中孤子效应作用的研究

针对目前分布式光纤传感器的优缺点,提出利用孤子效应来提高喇曼型ＤＯＦＳ的空间分辨率,具体分析了孤子效应对喇曼散射型分布式光纤传感器的作用,指出高阶孤子效应能在一距离 的传感中实现高空间分辨率。在分析中考虑了输入光脉冲波形变化和预测调频对返回脉冲的影响。     

光纤特性参数对光纤参量放大器增益的影响

基于四波混频光波耦合方程,研究了周期色散补偿情况下,高非线性光纤中双泵浦光纤参量放大增益平坦性问题。研究表明:在一段高非线性光纤内,通过周期插入色散补偿光纤,光纤参量放大器的增益起伏得到了明显的改善。高非线性光纤的长度和非线性系数与光纤参量放大器的增益平坦性有关。当增加高非线性光纤的长度和非线性系数时,光纤参量放大器的信号增益变大,但平坦性变差,可通过多插入几段色散补偿光纤来解决。     

基于频率依赖反馈的可调激光频域双稳态的理论研究

为了克服传统的电光混合反馈型频域双稳器件的速度低噪声大等缺点,采用非线性光纤环形腔作为频率反馈元件,提出了一种新颖的全光反馈型可调激光频域光学舣稳器件.根据系统的非线性响应和频率依赖反馈响应,建立了光学双稳态参量方程.山双稳态参量方程出发,对频域光学双稳特性以及双稳态的可控操作进行了详细的数值研究.讨论了光学双稳态的开关响应速度.结果表明,这种全光纤激光双稳器件可以实现光强驱动舣稳态和增益驱动双稳态.调节环形腔的增益或损耗可以改变光学双稳曲线的位置和形状,实现可控的全光双稳态操作.光学双稳态在频域上的快速跃变可以用来实现激光波长漂移监测和传感.光学双稳态的响应时间为纳秒量级,双稳开关是超快的.     

光纤孤子通信理论与技术研究

光孤子是光纤通信系统中最理想的信息载体，简述了光孤子传统理论，讨论了影响光纤孤子通用的因素与对策，给出了ＥＤＦＡ补偿光弧子能量技术。     

Er~(3+)/Yb~(3+)共掺双包层光纤放大器的增益特性

基于速率方程和功率传输方程,分析了Er3+/Yb3+共掺双包层光纤放大器增益特性随光纤长度的变化及信号光、抽运光功率对放大器增益的影响,并进行了实验验证。结果表明:有源光纤长度对放大器增益有影响,大信号输入时放大器达到增益饱和对应的光纤长度更短;放大器增益随着信号光和抽运光功率不同而变化,要适当调整其大小以获得较高的放大增益。     

光纤光栅及其在传感器中的应用

采用耦合波理论分析了光纤光栅对光的反射机理及其传感原理,提出了光纤光栅在温度测量和位移测量中的应用方案,给出了实验结果,展望了光纤光栅在光纤传感和光纤通信方面的应用前景.     

折射率导引型微结构光纤特性与传感应用

主要讨论折射率波导型微结构光纤,这种光纤的光波是借助于折射率波导完成光能量传输的.其微结构种类主要有多芯光纤、线性阵列芯光纤、环形阵列芯光纤等多种.概述了这类微结构光纤的制备方法,给出了其折射率分布特性,讨论了其若干传感应用实例.     

光导纤维受激喇曼散射

本篇论文描述了多模光纤受激喇曼散射的获得的实验研究,并对500m光纤摄取了11级受激斯托克斯线,着重讨论了受激喇曼散射的产生和谱线的性质。     

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。     

BOTDR技术监测GFRP锚杆应变的试验研究

为掌握玻璃纤维增强塑料(GFRP)锚杆的变形特性,采用布里渊光时域反射测量计(BOTDR)技术,对沿光纤的轴向应变进行分布式监测,得到试验锚杆通体的轴向应变.阐述了BOTDR技术的工作原理以及对GFRP锚杆的张拉应变监测试验过程.试验结果表明:光纤能与锚杆同步变形,BOTDR技术对锚杆体轴向应变的监测效果好,可以替代传统的锚杆应变计.     

Measurement of Optical Fiber Geometry Parameters with Bessel Function Fitting Method

贝塞尔函数拟合法测量光纤几何参数

李一鸣¹, 项华中¹, 涂建坤², 郑刚^1,*,陈明惠¹, 江斌²

(1 上海介入医疗器械工程研究中心, 教育部重点应用光学实验室, 上海理工大学, 上海200093; 2 上海电缆研究所,上海200093)

中文说明：

光纤的几何参数是衡量光纤质量的重要参数。国标GB15972.20-2008中推荐的光纤几何参数测量方法为近场光分布法。为区分纤芯和包层的边界,需要对光纤进行通光照明。纤芯端面是在图像中显示为一个边缘不清晰的亮斑,无法准确判断纤芯和包层的真实边缘。本文提出一种用贝塞尔函数拟合法测量光纤几何参数的方法。从理论上讲,模场电磁矢量的解满足贝塞尔函数,通过贝塞尔函数拟合可以精确地提取纤芯与包层之间的边界。利用椭圆曲线拟合出光纤的边缘,并计算出光纤几何参数。结果表明,在正常和非正常条件下,光纤直径的平均偏差和重复测量误差均有所减小。该方法是获取光纤边缘数据,提高光纤几何参数精度和稳定性的有效方法。

关键词：光纤几何参数;贝塞尔函数;边缘提取

     

具有色散补偿功能的Raman光纤光放大器(英文)

光纤损耗和色度色散是限制高速光纤系统传输容量的两个主要因素。损耗导致光在光纤中的衰减,传输一定距离后需要放大;而色度色散引起脉冲展宽,长距离传输需要色散补偿或采用其它色散管理手段。利用色散补偿光纤既可以进行色散补偿,又能作为喇曼光放大器增益介质使用的特点,分别测量了光纤的色散特性和喇曼增益特性,设计了通过色散补偿光纤同时进行色散补偿和喇曼光放大的系统方案,实验结果表明50公里单模光纤的色散和损耗(约10dB)可以通过采用5.6公里色散补偿光纤、具有12dB增益的Raman光放大器完全补偿。     

原液着色黏胶纤维的拉伸性能研究

对原液着色黏胶纤维的生产方法进行了探讨,选择红黄蓝三原色原液着色黏胶纤维和普通白色黏胶在XD-1振动式细度仪和XQ-2型纤维强伸度仪上联机进行纤维拉伸性能的测试,结果发现,原液着色黏胶纤维的线密度变异系数大,纤度不均较普通黏胶纤维大;原液着色黏胶纤维的断裂强力、断裂伸长率、断裂强度和比功均比普通黏胶纤维有所下降,但拉伸性能和普通黏胶纤维接近,可满足纺织生产加工的一般要求.     

光纤熔接机成像系统的结构设计

根据光纤熔接机中光纤的成像特点，合理地进行结构设计，分别进行物距调节，成像中心位置调节以及成像水平位置调节设计，方便了生产过程中的光路调试。     

埋入式塑料光纤与混凝土间的应变传递分析

推导埋入式塑料光纤（POF）-混凝土复合体中各相材料间的应变传递模型,并通过有限元数值仿真验证模型的正确性.基于该模型对主要参数进行敏感性分析,分别分析塑料光纤涂覆层的弹性模量、厚度,纤芯弹性模量以及埋设长度对应变传递率的影响.数值仿真计算结果与理论分析基本一致,塑料光纤埋设段中间大部分区域的应变传递率接近于1,说明混凝土内部的应变可有效传递至塑料光纤纤芯.敏感性分析表明,使涂覆层厚度小于0.5 mm,弹性模量大于100 MPa,埋设长度大于300 mm,有利于埋入式塑料光纤与混凝土之间的应变传递.