双芯光子晶体光纤温度传感器

文章设计了一种双芯光子晶体光纤温度传感器,利用纤芯间高折射率柱的谐振效应实现对温度的精确传感.在纤芯间空气孔中注入液晶材料,利用液晶材料折射率的温度变化特性,使温度变化对双芯间的耦合特性产生影响,从而实现对温度的精确传感.仿真结果表明,通过测量双芯透射光功率就可以实现对温度的测量,其灵敏度可以达到2.5 mw/K.     

填充混合液体的光子晶体光纤温度传感研究

为获得高灵敏度光子晶体光纤温度传感,在实心光子晶体光纤（PCF）空气孔中填充氯仿和酒精等高折射率热敏液体的混合物。理论上采用有限元法分析了温度对光纤模场面积和限制损耗的影响。通过调节液体的混合比,使损耗对温度的灵敏度达到最大值,实现了高灵敏度PCF温度传感。实验表明,填充液体的长为4mm的PCF温度传感器,灵敏度经检测...     

双芯光子晶体光纤的色散特性研究

文中利用FDTD方法模拟了光波在双芯光子晶体光纤中的色散特性。给出了FDTD方法的理论基础和仿真结果，同时分析了色散特性与占空比的关系，在相同的空气孔间距条件下，占空比越大，反常色散峰值越大，峰值色散点往短波区域移动。     

光子带隙型光子晶体光纤温度传感特性分析

为了提高光子带隙型光子晶体光纤的温度灵敏度,提出了在纤芯环上并入高折射率液体圆柱的新结构,并利用全矢量有限元法对提出的结构进行了仿真,得到了温度对光纤有效折射率、纤芯能量和有效模面积等传输特性的影响。结果表明,随着温度的升高,光纤的有效折射率和有效模面积会减小,纤芯能量会增加,且零群速率色散点向短波长方向移动,尤其在短波长条件下光纤传输特性随温度变化趋势更加明显。该研究提高了光子带隙型光子晶体光纤传输特性的温度灵敏度,使其更加适合于温度传感方面的应用。     

双芯光子晶体光纤耦合长度研究

利用光束传播法模拟了光波在不同结构的双芯光子晶体光纤内的传输状况,并计算了其耦合长度。分析了耦合长度随光波长、孔半径变化的一般规律;当双芯光子晶体光纤的结构一定时,耦合长度随波长增大而减小;孔间距和波长不变时,耦合长度随空气孔半径增大而增大。     

用于色散补偿的双芯光子晶体光纤设计

WDM系统的传输速率受单模光纤(SMF)中色散D的制约.针对WDM系统中的色散补偿问题,本文提出了一种新型的用于色散补偿的双芯光子晶体光纤(DCPCF),其构成材料是纯石英和空气.采用高斯--厄密函数法计算了此DCPCF的模场和等效折射率,理论模拟表明这种DCPCF的色散可达-18000 ps/(nm.km),并可补偿超过自身长度1000倍的普通单模光纤.     

双芯光子晶体光纤Mach-Zehnder干涉仪及其应力特性

利用自制的双芯光子晶体光纤(D-PCF)与单模光纤(SMF)熔接,并在熔接点塌陷空气孔,提出了一种新型的D-PCF马赫-曾德干涉仪(MZI).利用图像提取法和有限元方法,分析并计算了实际拉制出的D-PCF支持的光纤模式.经过分析发现,这种新型光纤干涉仪的主要干涉模式是环芯模式,不同于传统光纤干涉仪的干涉模式.实验观测了...     

双芯光子晶体光纤相干合成的研究

光纤激光器相干组束是目前实现高功率光纤激光系统的重要技术途径,利用本文的方法得到了双包层结构的双芯光子晶体光纤的相干合成输出,纤芯直径为2.05μm,空气孔间距Λ为2.07μm,空气孔直径d为1.44μm,测得了明显的相干条纹,光纤输出达30μW,这一成果为多芯光子晶体光纤激光器的发展开拓了新的方向.     

双芯光子晶体光纤横向压力特性分析

传统光纤式压力传感装置由于结构及材料的限制,其灵敏度难以进一步提升。基于马赫-曾德尔干涉传感原理,设计一种掺杂型双芯光子晶体光纤(DC-PCF)横向压力传感结构。根据不同掺杂材料和光纤截面结构参数对压敏特性的影响,分析压力灵敏度与光纤结构关系,综合模场面积,获得高压力灵敏度DC-PCF结构。仿真结果表明:当入射传输波长为1550 nm、双芯光子晶体长度为6 cm时,横向压力下X偏振压力灵敏度可达37.56 nm/MPa,Y偏振压力灵敏度可达35.27 nm/MPa。相对传统光子晶体横向压力传感器,该传感结构的压力灵敏度提高了近60倍。     

基于液体填充的光子晶体光纤温度传感特性分析

提出了一种基于在折射率引导型光子晶体光纤(PCF)中填充高折射率温度系数液体的新型折射率型光纤温度传感器.通过建立理论模型,设定入射波长和材料参数及完美匹配层边界条件,采用全矢量有限元法对六角形结构排列的折射率引导型光子晶体光纤的温度特性进行了分析.研究表明,在空气孔中填充液体乙醇,PCF模场分布随着温度变化明显,其有效折射率和限制损耗都随着温度升高而减小.相同的孔间距,占空比越大,输入波长越长,有效折射率和限制损耗受温度影响越大.当波长为1500 nm,占空比为0.7,温度从-20℃升至70℃时,限制损耗从3.5×102dB/m减小到22 dB/m.     

色散补偿双芯光子晶体光纤的数值研究

为了解决光纤通信系统中的色散补偿问题,提出一种新型的用于色散补偿的双芯光子晶体光纤,其构成材料是纯石英和空气,即在常规光子晶体光纤基础上变化包层第1圈和第3圈空气孔、增大了结构参量变化的自由度。采用平面波展开法对其色散补偿特性进行了数值研究,并模拟了包层结构参量与色散之间的关系,计算得出这种光纤的色散可以达到-1956.327ps·nm-1·km-1,能够补偿超过自身长度100倍的普通单模光纤。结果表明,双芯光子晶体光纤在色散补偿方面具有很大潜力,在未来光通信系统中将发挥重要作用。     

选择性填充的光子晶体光纤传感特性研究

针对填充时利用不同填充结构材料对光子晶体光纤(photonic crystal fiber,FCF)传感特性的影响进行了研究,通过建立理论模型,利用有限元模拟对填充后的FCF的温度特性进行了分析。研究表明,填充折射率匹配液后,光纤传感器的温度灵敏度明显增大,对于相同的填充结构,填充占空比越大,输入波长越长,传感器的温度灵敏度越高。     

基于液晶填充的全内反射型光子晶体光纤的温度传感特性

在实心光子晶体光纤包层的空气柱中填充向列相液晶,选用液晶的折射率在所研究的温度和波长范围内小于光纤背景玻璃的折射率,形成全内反射型光子晶体光纤.采用空间填充基模折射率法求得填充液晶包层的有效折射率,用阶跃有效折射率模型研究了液晶填充光子晶体光纤的温度传感特性,并进行了数值计算.结果表明,液晶填充全内反射型光子晶体光纤的有效折射率和等效芯半径随温度升高而增大,在温度接近液晶相变点附近增大更快,二阶模截止波长随温度升高而减小,在温度接近液晶相变点附近减小更快.     

少模光子晶体光纤的模间干涉及传感研究

以折射率引导的光子晶体光纤模间干涉效应为基础,针对光子晶体光纤中多模干涉效应进行了实验研究,完成了不填充与完全填充时的仿真分析与测试,实验得到了模间干涉图样的漂移情况对比。以完全填充及选择性填充匹配液为研究方式,探讨了其在温度传感领域的应用。     

基于温度自补偿的光子晶体光纤光栅的应变传感特性研究

在正六边形包层空气孔中填 充特定负折射率温度系数材料,通过温度自补偿实现非温度依赖的应变传感检测。基于耦合 模理论,建立 传感分析模型,结合控制变量法对不同温度和波长下的模式有效折射率进行数值分析。在包 层空气孔填充 不同液体材料,探究基模以及一阶光波模式的谐振波长对温度的不敏感特性,并对PCFBG中 不同光波模 式的温度/应变传感特性进行对比研究。计算结果表明,在包层空气孔填充材料I,环境温度 由－20℃升至100℃,基模光场的反射峰中 心波长仅漂移2.3pm,应变 灵敏度达到1.234pm/με;在包层空气孔 填充材料II, 一阶光波模式仅漂移4.6pm,应变灵敏度为1.311pm/με。表明在光子晶体光纤包层空气孔中填充对应的 温度补偿材料能有效实现具备温度稳定性的高灵敏度应变传感监测。     

一种高灵敏光子晶体光纤温敏特性的研究

提出一种新型混合晶格结构的高双折射PCF(光子晶体光纤),该光纤的截面由矩形空气孔和圆形空气孔混合排列而成。使用基于有限元法的Comsol软件研究了该光纤在空气孔填充温敏液体时光纤的双折射特性随温度的变化关系。研究结果表明,用乙醇液体填充纤芯区域的圆形空气孔,当空气孔间距Λ为1μm,圆形空气孔直径D为0.96μm,矩形空气孔长宽比a/b为4时,工作波长λ为1 550nm的PCF的温度灵敏度达到10-5数量级。该光纤可用于高灵敏度PCF温度传感器。     

对称结构光子晶体光纤温度传感特性的研究

提出了一种新型纤芯-包层对称结构光子晶体光纤。其截面圆形空气孔以四边形晶格排列方式沿光纤中心对称分布,中心各自移除两空气孔构成两纤芯,形成两组完全对称的纤芯-包层结构。对一组纤芯-包层所有空气孔进行填充乙醇液体,利用填充液折射率的温度敏感性,来调制两纤芯的耦合特性。采用有限元法分析了1 cm长该型光纤在20~25 ℃变化时的温度特性,结果显示该型光纤可实现高灵敏度温度传感,其灵敏度可达3.21 nm/℃。     

用于宽带偏振无关耦合器的双芯光子晶体光纤

提出一种可用于宽带偏振无关光定向耦合器的新型双芯光子晶体光纤(PCF),利用全矢量有限元方法分析了光纤结构参数对其光学特性的影响,得到了一组优化的双芯PCF结构参数,满足易于制作、易于接续和接续损耗低等应用要求,在此基础上对光纤结构进行了改进,进一步降低了制作难度,基于该光纤可以设计出在1.26～1.625μm范围内分光比误差小于1%、两偏振态分光比误差小于0.2%的50:50耦合器,并在现有实验条件下,试制了近似结构的双芯PCF。     

光子晶体光纤液压传感技术研究进展

基于光子晶体光纤(PCF)的液压传感技术具有灵敏度高、抗干扰能力强、适应恶劣环境等优点,具有重要的研究意义和广泛的应用前景,因此受到研究人员的特别关注。在简要介绍PCF液压传感基本原理的基础上,重点回顾了几种典型的PCF液压传感技术,即双折射PCF液压传感技术、PCF光栅液压传感技术、法布里-珀罗(Fabry-P’erot)腔PCF液压传感技术、双芯PCF液压传感技术,分别介绍了这四种液压传感技术的原理与技术方案,并对各自的性能进行了分析、比较和总结。最后简要归纳了PCF液压传感技术的研究现状及未来发展趋势。