光纤光栅外腔半导体激光器波长调谐方法研究

可调谐光纤光栅外腔半导体激光器（FBG-ECL）激射波长由光纤光栅布喇格波长决定,调谐光纤光栅布喇格波长可以改变激光器的激射波长.重点介绍采用轴向应力、径向应力和温度对光纤光栅布喇格波长的调谐.布喇格中心波长的偏移与轴向应力、径向应力和温度等变化量均呈极好的线性比例关系,且在较大的测量范围内一直保持线性关系.详细说明了光纤光栅外腔半导体激光器采用这三种方法调谐时的特点、适用范围,并对它们的性能进行了比较,给出在不同条件下适合的调谐方法.     

光栅型可调谐掺铥连续光纤激光器研究进展

2 μm波长可调谐掺铥连续光纤激光器具有调谐范围宽、输出线宽窄和噪声低等特点,在激光雷达、遥感、光通信、光谱分析、环境监测及激光医疗等领域具有重要应用,近年来成为光纤激光技术领域的研究热点.文章首先介绍了可调谐光纤激光器中实现波长选择的各类光栅元件的基本结构及工作原理,涉及到的光栅元件主要包括闪耀光栅、体布拉格光栅和光纤光栅;其次重点阐述了基于光栅的可调谐掺铥连续光纤激光器在国内外的研究进展,最后对其未来的发展趋势做出展望.     

一种多参数光纤光栅波长调谐器的设计与研制

对基于应力、位移、空间角度的多参数可调谐的光纤光栅(FBG)波长调谐进行了理论分析和实验研究.根据推导出的波长调谐公式,数值模拟了光纤光栅波长受应力、位移、空间角度时的多种调谐关系.在模拟分析的基础上,设计了一种基于应力、位移、空间角度的多参数可调谐的光纤光栅波长调谐器,并进行了实验验证.实验表明基于应力、位移的调谐为线性调谐,各光栅调谐线性拟合度均达0.9975以上;基于角度的调谐近似满足正(余)弦调谐.理论分析和实验测量具有良好的一致性.     

Chirped光纤光栅的温度不敏感位移传感

文章简要介绍了Chirped光纤光栅的制作方法与传感应用,分析了Chirped光纤光栅的调谐原理和调谐性能.研究了螺旋中压调谐产生梯度应变制作的温度不敏感位移传感器的原理及试验.     

纯弯梁无啁啾光纤光栅调谐方法

利用简支梁和悬臂梁调谐光纤光栅布喇格波长将造成光纤光栅啁啾。提出了一种新型的纯弯梁调谐方法 ,并进行了理论和实验研究 ,实现了光纤光栅无啁啾调谐 ,用于光纤光栅外腔半导体激光器获得了± 1nm的激光波长稳定连续调谐     

新颖的波长可选择调谐外腔激光器研究

采用增益芯片与取样光纤光栅双端耦合、双端可调的新颖外腔调谐方式,得到了36 nm的准连续调谐范围、约35 dB的边模抑制比、模式稳定性良好的实验结果.讨论了取样光纤光栅参量对可调谐激光器性能的影响,检验了取样光纤光栅波长漂移的应力响应.提出了一种新颖的、简单的调谐方案,详细地阐明了其调谐机理.     

光码分多址系统可调谐编/解码器研究

介绍了光码分多址(OCDMA)系统和常用的几种编/解码器(E/D).研究了基于光纤延时线(OFDL)和基于光纤布拉格光栅(FBGs)的可调谐编/解码器,讨论了两种基于光纤延时线的可调方案,对它们的结构和性能进行了分析.讨论了基于光纤布拉格光栅(FBGs)的编/解码器,介绍了光纤布拉格光栅编/解码器的原理和利用压电陶瓷(PZT)调谐光纤布拉格光栅的参数选择.给出了一种基于光纤布拉格光栅阵列的可调谐二维编/解码器结构,并分析了它的主要优点.介绍了基于超结构光纤布拉格光栅(SSFBG)的二进制相移键控(BPSK)编/解码器和可调谐四进制相移键控(QPSK)超结构光纤布拉格光栅编/解码器的构造方法,探讨了光码分多址系统编/解码器的发展前景.     

一种可调谐掺铒光纤激光器的研究

文章基于掺铒光纤在1 550 nm波段的增益特性,利用光纤光栅作为调谐装置,设计了可调谐光纤光栅激光器的简单结构,通过改变光纤光栅的温度对光纤激光嚣的波长进行了调谐.更重要的是实验分析了不同掺铒光纤长度对激光输出功率的影响,在温度为25℃时,实验中分别取10、20和30 m 3种不同光纤长度进行了测试,结果表明,不同长度的掺铒光纤,其阀值不同.     

光纤光栅外腔半导体激光器频率调谐技术研究

在分析了光纤光栅外腔半导体激光器(FBG-ECL)基本特性的基础上,调研了适用于该类型激光器的频率调谐方法,包括温度调谐法和应力调谐法,选取轴向应力调谐法改变光纤光栅的布拉格中心波长,进而实现频率调谐。利用压电陶瓷(PZT)来对光纤光栅施加轴向应力,通过调整PZT驱动电压值的大小来控制光纤光栅布拉格中心波长的变化量。实验结果表明,对于波长1550 nm的光纤光栅激光器,当PZT的驱动电压增加到126 V时,可实现 0.8 nm,即100 GHz的调谐范围以及每周期2 ms的调谐速度。     

基于闭合腔的光纤激光器波长选择技术

将由中心波长各不相同的多个光纤光栅组成的光栅串置于一腔中,与另一个环形腔构成基于闭合腔的波长可调谐的光纤激光器.通过选择可调谐F-P滤波器的透过波长与某个光栅的中心波长一致,在腔中共振形成激光输出,实现了该激光器的波长可调谐技术.     

光纤布喇格光栅电流传感器研究

本文实现了一种基于磁致伸缩棒在均匀磁场中的伸缩效应的光纤布喇格光栅电流传感器 .把光纤布喇格光栅牢固地沿纵向粘贴在一个置于多层漆包线绕成的螺线管中间的磁棒上 ,磁棒在螺线管中间部分的匀强磁场中随漆包线中电流的增加而沿纵向伸长 ,从而带动光栅在应变的作用下改变波长 .实验测得电流跟波长变化基本上成线性关系 ,波长的改变范围约 0 .9nm,其灵敏度约为 0 .0 0 1nm/ m A     

一种基于套嵌光纤光栅的高灵敏度光纤电流传感器

提出了一种基于套嵌光纤光栅的光纤电流传感器,该传感器使用了二次曝光法制作的长周期光栅结构和布拉格光栅结构套嵌的光纤光栅作为传感元件,通过直接在光栅表面制作镍铁合金作为加热电极层,当电流通过时对光栅区域加热引起光栅光谱中心波长漂移,实现了高灵敏度的电流测量。实验结果表明,这种光纤电流传感器的电流响应灵敏度达到7.2×10-2nm/mA,且具有结构简单、体积小等优点,在高灵敏度的光纤电流检测领域具有广泛应用价值。     

一种高功率宽带光源的研制

报道一种新型的高功率宽带光源 ,它利用 1480nm激光器对掺铒光纤进行抽运 ,经啁啾光纤光栅反射后二次放大输出 ,其功率高达 1 41mW ,线宽为 10nm。该光源工作的线性区间对应的电流为 375～ 6 45mA。     

金属化光纤光栅的温度调谐

报道了对光纤光栅进行金属化 ,利用金属层的电热效应对光纤光栅进行温度调谐的方法。这种调谐方法具有结构简单、使用方便、体积小、调谐速度快、易于与电子线路集成等优点。当调谐电流从 0mA增加到 180mA时 ,光纤光栅的布拉格波长从 15 5 3 14nm增加到了 15 5 5 4 8nm ,移动了 2 34nm。调谐上升时间约为 2 0ms。对实验结果作了分析讨论     

光纤光栅电磁调谐技术的研究

提出了一种实用可行的控制光纤光栅波长的电磁调谐技术。实验表明 ,此调谐方法在 30 0mA电流下可达到 1 38nm的调谐范围 ,且具有较好的恢复性。可以应用于可动态配置全光分 /插复用器OADM系统中 ,也可用来对光纤光栅外腔激光器进行调谐和波长锁定 ,并可用于波长调制型传感器。     

基于光纤Bragg光栅的Fabry-Perot滤波器特性的分析

在分析光纤Bragg光栅Fabry-Perot(F-P)腔特征的基础上,提出了光纤Bragg光栅F-P滤波器的数学模型.利用传输矩阵法对光纤Bragg光栅F-P腔进行了理论分析.通过Matlab仿真工具数值模拟光纤Bragg光栅F-P滤波器的光谱,并对其特性进行了详细分析,得出了决定滤波器传输特性的相关参量及其影响规律.根据光纤Bragg光栅F-P腔的相位谐振条件,推导了光纤光栅F-P腔的腔长与光纤Bragg光栅常数之间的关系,从而为研制基于光纤Bragg光栅的F-P滤波器提供了依据.     

均匀光纤光栅Chirp化及其用于色散补偿实验研究

对均匀光纤光栅进行了线性啁啾（Chirp）化处理,并将由此得到的Chirp光纤光栅用于常规的单模光纤通信系统进行色散补偿,给出了均匀光纤光栅Chirp化原理和实验结果及Chirp光纤光栅色散补偿原理和实验结果。     

基于侧边抛磨与覆盖材料的光纤光栅温度补偿新方法

提出并演示验证了将负热光系数的聚合物材料覆盖在侧边抛磨光纤光栅的抛磨区实现光纤光栅温度补偿的新方法。实验结果表明,这种新方法的温度补偿效果良好,封装后的光纤光栅处在63～79℃的环境温度时,可使其温度敏感度降低为未补偿时的1/16;当处在58～101℃的环境温度时,其温度敏感度降低为未补偿时的1/4。温度补偿封装后的光纤光栅器件直径只有2mm,长度为20mm。     

光纤布拉格光栅的折射率传感研究

采用光纤布拉格光栅制备折射率传感器,研究光纤光栅的折射率传感灵敏度与其包层直径之间的关系。理论分析可得,光栅包层直径越小,Bragg波长的偏移量随环境折射率变化的影响越大,这样就能使实验中光栅所反射的LD光功率变化(传感灵敏度)越明显。利用氢氟酸溶液腐蚀光栅包层的方法,得到不同包层直径的光纤Bragg光栅折射率传感器。实验指出,包层直径减小时,光栅可传感的折射率范围会缩小,而其折射率的传感灵敏度却会增大,如包层直径为8.9 μm时,折射率的检测范围为1.3872~1.4730,其最大灵敏度值达到了224.0320 dBm/RIU。     

裸光纤Bragg光栅的温度传感特性研究

从理论上分析了光纤Bragg光栅的温度传感原理,并通过实验对裸光纤Bragg光栅的常温温度特性进行了测试。实验结果与理论分析基本一致,证明裸光纤Bragg光栅在常温下的中心波长与温度变化呈良好的线性关系,为其用作温度传感器提供了理论和实验依据。最后,指出了光纤Bragg光栅温度传感器在实际工程化应用中所需要解决的问题。