神经网络在光纤陀螺标度因数温补中的应用

阐述了光纤陀螺标度因数受温度影响的机理,光纤长度、光纤环直径、中心波长、集成光学调制器调制系数以及2π复位电压值均影响标度因数的稳定性。在此基础上提出建立温度模型补偿法,对最小二乘法和BP神经网络补偿法进行了分析与比较。该文利用光纤陀螺输出实测数据进行了后仿真,结果表明,神经网络法进行光纤陀螺标度因数温度补偿可使误差明显减小,其效果要优于传统的最小二乘法,这样保证了光纤陀螺全温情况下在系统的使用精度。     

1kW单模全光纤激光器实验研究

研究了高功率下光纤激光器实现单模激光输出的模式控制方式,分析了输出功率1kW的连续全光纤激光器的实现方法。采用一级振荡、一级放大的主振荡功率放大方式,实现了工作波长1.08μm,最大输出功率1.05 kW的全光纤连续激光输出,光-光转换效率77%,光束质量Mx2=1.43、My2=1.42。分析了光束质量变差的原因,认为在高功率下光纤弯曲导致原先在纤芯中传输的激光部分被泄露到包层中,在包层中传输激光使光束质量变差。针对某些特殊用途,对中心波长的稳定度进行了研究,经测量发现随着输出功率的增大,中心波长无明显变化。     

平均波长对光纤陀螺标度因数的影响

分析了宽谱光源的平均波长对标度因数的影响,初步建立了开环光纤陀螺和闭环光纤陀螺标度因数的系统模型,详细讨论了平均波长和光纤陀螺第二闭环影响标度因数的机理,并进行了相关的实验,实验结果与理论分析结果吻合,验证了该系统模型的正确性。     

超辐射掺铒光纤光源平均波长稳定性分析

为了解决高精度光纤陀螺要求长时间的标度因数稳定性到10-5以下,必须确保高精度光纤陀螺所采用的掺铒超辐射光纤光源具有非常稳定的平均波长.从超辐射掺铒光纤光源的结构出发,推导出其平均波长主要受到温度、抽运功率、抽运波长、抽运光偏振态以及光纤陀螺返回光功率的影响.详细分析了以上因素对于超辐射掺铒光纤光源平均波长稳定性的影响,并介绍了消除或者减小这些影响因素的措施.同时还总结了提高超辐射光纤光源的平均波长稳定性的相关技术,采用这些技术可以获得平均波长随温度变化系数±0.05×10-6/℃的高稳定性掺铒超辐射光纤光源.对于掺铒超辐射光纤光源在高精度光纤陀螺中的实际应用具有指导意义.     

光子晶体光纤陀螺标度因数特性研究

光子晶体光纤陀螺原理上具有磁敏感性低、温度稳定性好及抗辐照等特点,是光纤陀螺一个新的重要发展方向。很多学者研究了其零偏特性,但未见对其标度因数的研究报道。研究了光子晶体光纤陀螺标度因数的误差构成,并试验测量了光子晶体光纤环引入的误差。研究结果表明,光子晶体光纤陀螺标度因数具有更稳定的温度和辐照特性,在-40~+70℃的温度范围内,标度因数重复性为242.310-6(未补偿时),约为普通光纤陀螺的1/2。在经历总剂量为50 krad(Si)的辐照后,光纤陀螺标度因数变化10910-6,重复性和非线性没有明显变化,比普通光纤陀螺稳定1 倍以上。     

光纤环形谐振腔输入功率波动对谐振式光纤陀螺的影响

谐振式光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的高精度惯性传感器。作为一种互异性噪声,光纤谐振腔输入功率的波动会造成陀螺的检测误差。首先,分析了光纤谐振腔输入功率波动产生噪声的机理。通过对不同输入功率下的谐振腔传输特性和陀螺解调输出的理论及实验分析得到了谐振腔输入功率波动引起的检测误差的表达式。当输入角速度为500（）/s、输入功率为0.69 mW时,0.007 5 mW的功率波动会引起5.26（）/s的检测误差。其次,研究了谐振腔输入功率波动对陀螺标度因数的影响。通过计算发现随着输入功率波动的增大,解调曲线的线性区将会发生扭曲,同时陀螺的标度因数非线性度会恶化,为谐振式光纤陀螺中输入功率波动噪声的估测提供了参考。     

浅谈单模光纤和多模光纤

在光纤通信系统中,用于传输信息的光纤按其传输特性又要分为单模光纤和多模光纤,在此我就其传导模式,各自特性及一些重要参量对单模光纤和多模光纤进行简单介绍。 一、光纤的传导模式 我们知道,由于光在不同介质中的传播速度不同,光线经过两个不同介质的交界面时,就产生折射。当光线由光密媒质射向光疏媒质,其折射角将比入射角大。我们适当改变入射角时,会使折射角Qo=     

光纤陀螺的闭环实现和信号分析

文章提出了一种在开环去偏光纤陀螺基础上实现闭环解调的方案，并分析了反馈信号的各项参数的变化对陀螺输出信号的影响。在保持零偏稳定性好的情况下，在±300°／s转速范围内实现了较低的标度因数非线性度。     

高精度光纤陀螺标度因数测试研究

陀螺仪输出的角速率信号是与载体运动角速率成一定比例关系的,其精度直接影响导航系统的精度。对光纤陀螺而言,随着国内外精度逐步提高,以光纤陀螺为核心的捷联惯性导航系统的应用越来越广泛。但很多应用表明,影响光纤陀螺仪精度的标度因数并非是完全线性的,并且具有正负不对称性,这对导航精度显然会有所影响。为了进一步提高精度,本文研究了一种精确测试计算光纤陀螺标度因数、标度因数非线性度及不对称性的方法,对光纤陀螺进行速率实验,并编制相应的软件计算出光纤陀螺标度因数等参数。     

光纤陀螺零偏和标度因数补偿算法

研究了光纤陀螺的输出特性,对光纤陀螺的各种输出模型、零偏和标度因数温度模型、开环光纤陀螺(OFOG)标度因数非线性模型进行了探讨,并通过仿真和实验,比较说明了各种温度模型、非线性模型的补偿效果,对工程应用具有指导作用.     

光子晶体光纤耦合损耗的数值研究

光子晶体光纤(PCF)与普通单模光纤(SMF)以及不同结构光子晶体光纤之间的耦合损耗是急待解决的问题,采用光子晶体光纤的本地正交函数模型,对光子晶体光纤与普通单模光纤以及不同结构光子晶体光纤之间的耦合损耗进行了分析计算,得到了耦合损耗随光子晶体光纤结构参量以及波长的变化关系,给出了最优耦合的光子晶体光纤的结构参量。结果表明,PCF的孔距Λ是影响PCF与SMF耦合损耗的最主要因素,当Λ为某个特定值时,PCF与SMF的模场半径相等,耦合损耗最小,偏离这个特定值时的耦合损耗都会增大;PCF之间的耦合损耗取决于它们孔距的差异;此外由于模场半径与波长有关,当波长为某个特定值时,PCF与SMF模场半径相等,此时耦合损耗也最小。因此,在PCF设计过程中应综合考虑这些相关因素。     

基于多模光纤偏振烧孔效应的双波长掺铒光纤激光器

基于多模光纤(MMF)引入的偏振烧孔(PHB)效应,研制了一种环形双波长掺铒光纤(EDF)激光器.单模光纤(SMF)-MMF-SMF组成的结构使MMF不同偏振方向的反射模在波长上分开,利用PHB效应实现双波长的输出,输出波长间隔可通过改变MMF的长度改变.实验对比了1.6 m和3.0 m长的MMF输出波谱特性,结果表明...     

An optical fiber magnetic field sensor based on fiber spherical structure interferometer coated by magnetic fluid

A novel magnetic field sensor based on optical fiber Mach-Zehnder interferometer (MZI) coated by magnetic fluid (MF) is proposed. The MZI consists of two spherical structures formed on standard single mode fiber (SMF). The interference wavelength and the power of the sensing structure are sensitive to the external refractive index (RI). Since RI of the MF is sensitive to the magnetic field, the magnetic field measurement can be realized by detecting the variation of the interference spectrum. Experimental results show that the wavelength and the power of interference dip both increase with the increase of magnetic field intensity.     

The influence of Er-doped fiber source under irradiation on fiber optic gyro

The relationship between the parameters of Er-doped fiber source (EDFS) and the performance of fiber optic gyro (FOG) is analyzed in theory firstly. Then, the irradiation resistance characterizations of FOG using EDFS with and without spectrum trimming are compared. Through the theory analysis and experimental research, it is confirmed that the mean wavelength of the EDFS with spectrum trimming varies less than the EDFS without spectrum trimming under irradiation, and the FOG used EDFS with spectrum trimming have more stable performance under irradiation. Therefore, to trim EDFS’s spectrum into a Gaussian-like spectrum is an effective manner to suppress the irradiation influence on FOG.     

光纤弯曲对掺镱光纤激光器光束质量的影响

通过改变F-P腔全光纤激光器中的光纤盘绕半径,对输出激光光束质量进行了研究.搭建了百瓦级全光纤激光器.最大泵浦功率为436 W的条件下,获得了300 W波长1 080 nm的激光输出.光束质量M2=1.13.光-光转换效率为69%.理论分析并计算了20/400 m大模场面积双包层光纤中的两种导波模式LP01模和LP11模沿光纤径向的功率分布和弯曲损耗;利用光纤弯曲选模方法,实验上探究了光纤弯曲半径对输出激光模式及光束质量的影响.实验发现,通过光纤弯曲方式可以有效地消除高阶模式,再经过包层光剥除可以获得更好的光束质量M2=1.06.     

超辐射发光二极管组件

超辐射发光二极管(SLED)作为一种非相干性宽带光源,是光纤陀螺仪(FOG)和光纤传感器的理想光源,也是光时域反射仪(OTDR)和中短距离光通信的主要光源之一。SLED组件采用8脚蝶形式或14脚双列直插式管壳全金属化气密性封装,标准单模光纤(SMF)或保偏光纤(PMF)耦合输出。组件包括SLED管芯、半导体致冷器(TEC)、热敏电阻,可带背光探测器。使用时可通过外电路(自动温度控制电路ATC、自动功率控制电路APC)对组件实现功率控制和温度控制,以便使组件能长期稳定工作。与光纤耦合效率可达45％以上,光谱宽度大于40nm(工作电流100mA)。     

Tunable self-seeded multi-wavelength Brillouin-erbium fiber laser based on few-mode fiber filter

A tunable self-seeded multi-wavelength Brillouin-erbium fiber laser (BEFL) is proposed and demonstrated based on a few-mode fiber filter (FMFF) with varying temperature. The FMFF configuration is a section of uncoated few-mode fiber (FMF) sandwiched between two up-tapers. As the temperature varies from 25 °C to 125 °C, the transmission spectrum of FMFF moves towards the longer wavelength. The self-excited Brillouin pump is internally achieved by cascaded stimulated Brillouin scattering (SBS) in the single mode fiber (SMF). Then employing the FMFF temperature variation characteristics in the ring cavity fiber laser, the multi-wavelength of the output laser can be tuned, and the tunable range is about 8.0 nm. The generation of up to 15 Brillouin Stokes wavelengths with 16 dB optical signal-to-noise ratio (OSNR) is realized.     

MEMS可调谐平顶窄带光学滤波器

设计了一种基于MEMS技术的可调谐光学滤波器,它通过光栅将输入的宽带光信号色散展开,以一个MEMS扭镜选择将对应滤波器通带的光信号反射至输出端,从而实现光学滤波和波长调谐功能。滤波器的输入端采用单模光纤,输出端采用多模或者少模光纤,可以实现窄带且平顶的通带特性。经过参数优化,仿真分析得结果显示,采用多模/少摸光纤输出的两种滤波器,其0.5 dB和25 dB带宽分别为0.95 nm/0.29 nm和1.39 nm/0.69 nm,分别满足100 GHz和50 GHz信道间隔的DWDM系统要求。由于输出端采用多模或者少摸光纤,从该滤波器输出的光信号不能继续在单模光纤中传输,只能由光探测器接收,因此该滤波器一般应用于全光网络节点中的下载端口。     

光纤法布里-珀罗传感器的模式分析

利用模式理论分析白光光源条件下的光纤法布里-珀罗传感器的干涉谱的相位变化,推导得到反射光波在法珀腔内传播时由光程差(即两倍法珀腔腔长)和进入导入光纤时的模式耦合引起的相位变化对干涉谱的影响,并且用模式理论的方法分析了传感器法珀腔两个端面未完全平行时对其干涉谱的影响.     

Characteristics of erbium-doped superfluorescent fiber sources forinterferometric sensor applications

The characteristics of 1.55 μm Er-doped superfluorescent fiber sources (SFS's), intended for fiber-optic gyroscope (FOG) applications, are explored theoretically and experimentally. With proper selection of the source configuration, fiber length, pump wavelength, pump power, and fiber composition, we show that it is possible to meet the stringent requirements of the FOG, including a high output power, broad emission bandwidth, and excellent spectral thermal stability. Variations of the mean wavelength, spectral width, and output power of the SFS with fiber length, pump power, pump wavelength, and temperature are modeled for representative sources pumped near 980 nm or 1.48 μm, and are shown to be in good agreement with experimental results. The effects of a multimoded pump, erbium ion pair, and optical feedback are also assessed. This study indicates that the Er-doped SFS is an excellent candidate for the FOG and for other applications requiring spatial coherence and low temporal coherence