降低PMMA塑料光纤损耗的初步研究

研究了新型引发剂，抗氧性单体和不同包层工艺对聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）阶跃型塑料光纤损耗的影响，发现利用含氟自由基引发聚合高纯甲基丙烯酸甲酯（MMA），加入抗氧性单体，采用共挤氟树脂包层工艺能很好地降低塑料光纤损耗，本实验室采用以上材料和工艺制备出了最低损耗为192dB/km(650nm)的塑料光纤，与国外同类产品损耗水平（200dB/km左右）相当。     

利用WDM光纤耦合器的光纤光栅传感解调技术

根据 WDM 光纤耦合器波长解调方案的工作原理、偏振特性以及影响系统波长分辨力的因素,提出一种改进的利用 WDM 光纤耦合器的光纤光栅传感解调技术。该技术在原技术的基础上,采用偏振控制器控制入射光偏振状态,提高了解调的精度和稳定性。对 WDM 光纤耦合器的多次波长扫描结果表明,采用偏振控制器后,其波长误差可减小到 5pm 左右。实验采用 1540/1560nm的 WDM 光纤耦合器对单点光纤光栅应变传感器进行静态解调,结果表明:按此技术开发的解调系统具有 0.01nm 波长分辨力和 10nm 的波长线性解调范围。     

基于光纤耦合器的全光纤链路锁相控制

提出了一种基于光纤耦合器的全光纤链路锁相方法。通过光纤交叉互联使得出射光束与本振激光之间以及光纤端面后向回光相互间在光纤耦合器内进行干涉以获得性能指标,利用随机并行梯度下降算法(SPGD)对性能指标进行盲优化控制,实现多路出射光束在光纤端面处的相位锁定。首先建立了这种锁相方法的模型,讨论其锁相控制的稳态条件。搭建了两路全光纤链路锁相实验,并对两路出射光纤激光进行准直发射,通过相机获得的远场干涉条纹图像来判定锁相精度。实验结果表明,在引入正弦相位扰动幅值4个波长和频率2 Hz的情况下,该锁相方法能够将10 s长曝光图像条纹对比度从开环时的0.25提升至闭环时的0.82,单帧短曝光图像条纹对比度从开环时的0.65提升至闭环时的0.98。     

单模光纤耦合器应变特性实验研究

根据单模光纤耦合器的输出功率的比值对耦合区长度变化敏感的特点,采用螺旋测微仪对光纤耦合器的应变特性进行研究,避免了悬臂梁结构自重、梁的振动等不可控因素对测量结果的影响,有效提高了测量精度;同时对单模光纤耦合器的温度稳定性和横向抗干扰能力进行了讨论.实验证明,熔融拉锥式单模光纤耦合器不但具有应力敏感性,而且随应变呈线性单调变化,同时具有较好的温度稳定性和横向抗干扰性.     

塑料光纤的制备和应用

本文简要介绍了塑料光纤的特点、分类、制备方法和应用情况,并对其研究进展给予关注。     

基于模式耦合器的锁模掺镱光纤激光器

本文提出了一种可以实现光纤高阶模式(HOM)在激光腔内振荡的锁模掺镱光纤激光器。通过使用一对级联的模式选择耦合器(MSC)作为有效的模式转换器,获得光纤锁模激光腔内HOM产生。其中,制备的MSC中心波长为1064 nm,可实现80 nm的模式转换带宽和94%的高阶模式纯度。通过搭建掺镱锁模光纤激光器,实验获得了3 dB谱宽7.4 nm、脉冲重复频率10.9 MHz、射频信噪比55 dB的锁模脉冲激光,输出功率的斜率效率为2.3%。实验证明,这种方法可在激光器内部通过模式级联转换,且能参与腔内锁模过程获得脉冲HOM激光。     

四级方向耦合器组成的全光纤波长交错滤波器

提出了一种由两个2×2和两个3×3光纤耦合器级联细成的全光纤Mach-Zehnder干涉仪型波长交错滤波器,由光纤传输理论,得到光谱的输出表达式.分析结果表明:组成滤波器干涉臂的第三对臂长差为第一对臂长差的2倍时,耦合器分光比取一些定值可得到输出波形通带平坦、透射率形态近似于方波的波长交错滤波器,谱线峰问的波长间隔约1.6 nm.通过实验所得的结果与理论相吻合.     

双光纤方向耦合器组成的梳状滤波器

提出了一种由双光纤定向耦合器组成的光学梳状滤波器,由传输矩阵法推导出了该模型输出光谱与有关参数之间关系的数学表达式,对决定滤波器输出光谱特性及其规律的相关参数进行了详细讨论。模拟与分析表明,在一定条件下,输出光谱半宽度?λ1/2、输出消光比以及波长隔离度等仅与耦合器的耦合比系数有关,具有明显的法布里-珀罗腔多光束干涉的特点,耦合比系数非常类似法布里-珀罗腔中的反射率,通过控制耦合比系数可以调节滤波器的输出光谱半宽度?λ1/2、输出消光比、波长隔离度,已适用不同的应用要求。     

聚合物光纤预制棒的制备

本文研究了本体聚合法制备聚甲基丙稀酸甲酯聚合物光纤预制棒的方法,分析了链引发和链增长阶段温度和时间对聚合过程及聚合物光纤预制棒光谱性能的影响,并且制得了适用于光通讯低损耗窗口的光学性能较好的聚合物光纤预制棒.     

渐变折射率分布型塑料光纤的研究

用甲基丙烯酸甲酯(MM A)作为基质,在离心设备上采用界面凝胶聚合技术成功地制备了中空的渐变折射率分布(G I)塑料光纤预制棒,避免了普通的界面凝胶聚合方法制备时容易出现气泡的现象,而且可以得到需要的折射率分布。将这样的空心预制棒在合适的条件下熔融拉丝,即可以得到连续、透明、实心的渐变分布折射率塑料光纤。     

基于PCVD光纤预制棒微波系统的仿真与应用

随着5G、云计算、数据中心等概念的提出,对光纤技术不仅提出了量的需求,也要求光纤技术发展需满足新应用的需求.光纤装备技术是光纤技术的基石,其中采用等离子体装备技术可以实现多种大容量新型光纤技术的开发,具有广泛的应用前景和重大的研究价值.本文通过相关仿真,设计出了一种基于等离子化学气相沉积(PCVD)光纤预制棒微波系统的...     

光纤超声传感系统3×3耦合器输出信号的影响因素研究

光纤超声传感单位通常使用3×3耦合器作为核心干涉部件,其输出信号往往变化范围大、稳定性差,为了分析3×3耦合器输出信号产生不同现象的原因,开展了3×3耦合器输出信号的影响因素研究。应用干涉理论,分析了声信号和环境噪声对3×3耦合器输出信号稳定性的影响。数值计算结果与实验结果表明:声信号与环境噪声共同调制了干涉仪的相位,环境噪声使得3×3耦合器输出信号稳定性差;通过增大声信号幅值,使其引起的干涉仪相位幅值大于πrad,此时3×3耦合器输出信号的稳定性增强。     

双锥形塑料光纤溶解氧浓度的测定

本文利用荧光标记物的荧光猝灭效应测量水中溶解氧浓度.以塑料光纤作为传感和传光元件,为了提高溶解氧传感的灵敏度,传感头制成双锥形.以邻菲咯啉钌作为荧光标记物,用溶胶-凝胶法制备含有荧光标记物的敏感材料.根据Stem-Volmer方程,通过测量荧光标记物的荧光强度来测定溶解氧的浓度.文中提出了一个模型来解释荧光强度与溶解氧浓度之间的亚线性关系.通过对所测得的曲线进行拟合,可以得出敏感膜约有85%的厚度不受氧漂白的作用.     

用混合电位理论研究塑料化学镀镍过程

混合电位的测量已经成为判断一些电沉积反应发生的可能性标准.本研究测量了ABS塑料试片化学镀镍过程的混合电位-时间曲线,考察了稳定剂的浓度、解胶、解胶液浓度、表面氧化层对混合电位-时间曲线的影响.结果表明,ABS塑料基体上的化学镀镍层对化学镀具有催化作用,吸附的Pd对表面也有催化作用,解释了以胶体钯为活化剂的ABS塑料化学镀过程解胶的作用以及解胶液浓度对反应诱导时间的影响,指出了混合电位测量过程中表面氧化层阻碍反应在浸入溶液的瞬间进行是导致电位负移的原因.     

光纤损耗测量方法的研究

光纤损耗是光纤的一个重要传输参数,光信号能量损失的原因有本征的和非本征的,在实用中最关心的是它的传输总损耗。现有的测定光纤总损耗的方法有3种：切断法、插入损耗法和背向散射法。     

光纤预制棒中元素的线分析定量化方法

采用电子探针显微分析法对光纤预制棒进行元素线分析定量化,光纤预制棒心部Yb和Al等元素的含量较低、基体效应的复杂影响以及测试条件的差异等因素导致线分析定量化结果误差较大。采用多点法的测试结果对光纤预制棒中Yb、Al元素的线分析定量化结果进行校正。结果表明：在两点法的基础上引入修正因子,可以简化测试过程,快速、准确地得到元素线分析定量化结果。     

太赫兹波段塑料光子晶体光纤的特性分析

本文利用有限元法对太赫兹波在塑料光子晶体光纤中的传输特性进行了模拟,分析了光纤结构与基模有效折射率、波导色散、基模有效面积的关系,给出了本文设计结构下,塑料光子晶体光纤的传输特性随空气孔径、孔间距等参数变化的规律。     

聚合物光纤光谱损耗特性的研究

截断法测量聚合物光纤 ( POF)的光谱特性是研究其损耗的一种有效方法 .用平面光栅单色仪对聚合物光纤聚甲基丙烯酸甲酯 ( PMMA)和聚苯乙烯 ( PS)的损耗光谱进行了测量 ,结果 PMMA芯 POF有三个传输窗口 ,分别为 5 2 0 nm,5 74nm,65 0 nm.在 5 2 0 nm,5 74nm处的损耗较小 ,且特性较为平坦 ,有很好的应用前景 . PS芯 POF窗口分别为 5 5 0 nm,5 80 nm,63 0 nm,670 nm,73 3 nm和 780 nm.在 5 5 0 nm,5 80 nm处同样有较好的应用前景     

一种带自反馈光纤谐振腔的全光纤MZI型梳状滤波器的理论研究

为了改善全光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型梳状滤波器(interleaver)的输出特性,提出了由一个2×2光纤耦合器和一个带自反馈光纤谐振腔的光纤耦合器级联组成的改善型的全光纤MZI型梳状滤波器。根据其结构,利用光纤传输理论和矩阵理论推导出了该器件的输出表达式,并进行了数值模拟分析。结果表明：该器件在合理参数的情况下,利用带自反馈光纤谐振腔引入的相位调节效应,使其25 dB截止带宽为46.7 GHz,约占50 GHz频率间隔的93.4%,输出光谱形态近似于方波。当存在传输损耗时,两束干涉光信号的幅度不存在明显的差异,降低了传输损耗对滤波器消光特性的影响,与传统的光纤谐振环辅助非平衡MZI型梳状滤波器相比,不仅降低了传输损耗对滤波器消光特性的影响,而且还将所需的光纤耦合器数目减少至2个,使其在未来的密集波分复用系统中能发挥重要作用。     

不同结构Terfenol-D棒的高频振动性能研究

为了高效应用Terfenol-D棒,研究了六种结构的棒。利用有限元软件对不同棒的磁芯损耗进行了仿真计算,并对其进行动力学仿真研究。加工了其中三种结构的棒,对棒的输出振幅进行了试验测试。结果表明:外径表面处,未处理棒的磁芯损耗最大;切片处理和切缝处理棒的磁芯损耗均减小,切片处理棒的磁芯损耗小于切缝处理。外径切缝棒整体的损耗最大;径向切割并粘接棒和切片处理棒整体的损耗小于未处理棒和外径切缝棒;两端切片棒整体的损耗大于切片并开槽棒和切片处理棒。未处理棒的谐振频率最高,机械品质因数最大,振幅最小;与未处理棒相比,切片处理棒或切缝处理棒的谐振频率和机械品质因数减小,振幅增大;切片处理棒的谐振频率和机械品质因数小于切缝处理棒,振幅远大于切缝处理棒。