光纤光栅制作方法

本文介绍了光纤光栅的主要制作方法，以及近年来在光纤光栅制作方面的一些新的进展。     

光纤光栅的制作方法

介绍了各种周期性光栅的制作方法,包括纵向驻波干涉法、横向全息曝光法、点光源写入法、位相母板复制法,以及非周期性光纤光栅的制作方法,并分析比较了各种制作方法的优缺点。     

一种新的计量光栅辨向技术

提出了一种新的辨向技术，即在传统的用硬件实现对整周期信号进行辨向的基础上，采用软件的方法，对相对移动不足一周期的信号进行辩向，以实现对计量光栅相对移动量的整周期和不足一周期的量的精确计数。     

光纤光栅的在线制作方法

本文提出一种光纤光栅在光纤拉丝过程中的在线制作方法。与传统的光纤光栅的单个制作方法相比，其制作效率高，成本低，涂层均匀，是实现光纤光栅规模化生产的唯一可行的方法。     

一种新型光纤光栅温度补偿装置

光纤布拉格光栅(FBG)中心反射波长随温度变化会发生漂移,影响光纤激光器输出波长的稳定性和光纤光栅传感器精度.为消除光纤光栅中心波长温漂特性,设计了一种新型光纤光栅温度补偿装置,详细阐述了其工作原理,并理论推导了点胶位置的计算公式.这种新结构易调整光纤光栅粘结位置,从而可调整光纤光栅温度补偿有效长度.为验证结构设计和理论分析的正确性,搭建了实验系统,并对封装前后光纤光栅中心反射波长温度漂移率进行了测试.测试结果表明,在-30～70℃温度范围内,封装前光纤光栅中心反射波长的温度漂移率为0.0095 nm/℃,封装后中心反射波长温度漂移率仅为0.0002 nm/℃,温度稳定性提高了约40倍.     

π相移光纤光栅制作方法的比较研究

介绍了目前最常用的两种制作相移光纤光栅的方法,即分步曝光法(或遮挡法)和相位掩膜板移动法,对比分析了两种方法引入相移的物理机制,并利用传输矩阵法理论模型,数值模拟了两种制作方法下的相移光纤光栅透射谱,并分别进行了分布反馈光纤激光器(DFB-FL)的对比实验。结果表明,分步曝光法制作相移光纤光栅时,相移量与光栅中无曝光段的长度及纤芯折射率调制量均有关,难以精确控制相移量的大小,并且存在偏振模竞争问题;而相位掩膜板移动法通过压电陶瓷直线微动台控制掩膜板和光纤相对位移,在光栅中引入相位变换,可以将相移量控制在0~2π范围之内,更容易实现π相移光栅的制作。     

同心环形光栅莫尔条纹的机理

本文着重论述同心环形衍射光栅的莫尔条纹产生机理,用几何和付里叶分析方法讨论产生的条纹图形,求出相应于同心环形衍射光栅在各种条件下所描述的莫尔条纹的方程式,并对其进行了仔细的定量分析。     

光纤光栅及其应用

综述光纤光栅的制作技术及其应用前景。同时报导了我们用相位模板复制法在单模石英光纤内直接用准分子紫外激光写入Ｂｒａｇｇ反射光栅的实验结果。     

一种新型滑动杆式光纤光栅振动传感器研究

为了提高振动传感器对加速度信号测量的灵敏度 ,本文提出了一种新型的基于悬臂梁和滑动杆结 合的光纤光栅振动加速度传感器。详细阐述了传感器的结构和工作原理,并推导了传感器固 有频率和灵敏 度的理论公式。最后通过振动台测试了传感器的固有频率和灵敏度,并和光纤光栅仅沿光纤 轴向上受力的 实验数据进行了比较。实验结果表明,传感器频率响应曲线的平坦区域在10～38Hz之间,传感器的固有频 率为62Hz,灵敏度为52.8pm/g。与光纤光栅 仅沿光纤轴向受力的实验相比较,加速度灵敏度提高了70.8%。     

一种新型的光纤光栅金属腐蚀传感器

介绍一种新型的基于光纤光栅应变传感特性的金属腐蚀传感器。实验中,传感器被放置在腐蚀液中,并使用MOI SM125波长解调仪监测光纤光栅反射谱中心波长。加速腐蚀实验持续大约7 h,结束时应变片被腐蚀的厚度为1.2 mm,光栅反射谱中心波长偏移了约4 nm。实验结果证明了该传感器设计的合理性和在实际应用中的可能性,同时也讨论将该种传感器投入实用所需要进行的改进。     

光纤光栅激光器

概述了光纤光栅激光器的特点及其作为光通信系统中的光源所具有的优点。综述了单波长、多波长光纤光栅激光器的发展情况,并阐述了光纤光栅激光器的应用前景。     

基于Ge-As-Se硫系玻璃的高灵敏度光纤光栅温度传感器

采用真空熔融淬冷法制备了Ge₃₃As₁₂ Se₅₅和Ge₂₂As₂₀Se₅₈硫系玻璃,测试结果表明该玻璃在中红外 波段具有宽红外透过范围、高折射率和高折射率温度系数。以此材料为基质,设计了在中红 外波段的硫系 光纤光栅温度传感器。采用传输矩阵法和耦合模方程模拟计算了光纤光栅透射谱和温度传感 特性。研究发 现,设计的光纤光栅温度传感器的中心波长漂移量与温度变化有良好的线性关系。当工作波 长从近红外增 加到中红外波段后,光纤光栅的温度传感灵敏度可以得到极大的提升。计算结果表明,Ge- As-Se硫系布拉 格光纤光栅和长周期光纤光栅在1.55μm的温 度传感灵敏度分别达到了0.123nm/℃ 和0.292nm/℃,是石英基质光纤光栅在该波段的10和 24倍。     

长周期光纤光栅的制作技术

由于具有一些独特的特性 ,长周期光纤光栅在光纤通信和传感系统中有许多的重要应用。长周期光纤光栅的低成本高效率制作是其广泛应用的先决条件。简要概述了长周期光纤光栅制作技术的最新进展。     

基于重叠光栅和啁啾光栅的双波长光纤激光器

研究光寻址电位传感器(LAPS)的器件噪声特性 。通过对LAPS半导体场效应器件的结构分析,建 立LAPS的理论模型,并进一步分析LAPS器件噪声信号的来源、种类及特性。以 pH缓冲液中H离子 浓度为检测对象,搭建基于NI采集卡和Labview环境的LAPS测试系统,对影响LAPS信号噪声 特性的光源 波长、光源调制频率、光源强度和Si衬底厚度等因素进行了仿真和实验研究。结果表明,增 大光源波长和光源强度 是提高输出信号幅值和信噪比(SNR)的最有效方法。     

光纤Bragg光栅应变传感研究

基于光纤Bragg光栅应变传感模型 ,利用泰勒级数展开法 ,将光纤Bragg光栅反射峰中心波长所满足的Bragg方程展开 ,得到了中心波长相对偏移量与应变增量之间的二次解析关系式 ,进而得到了光纤Bragg光栅一阶、二阶应变灵敏度系数的解析表达式 ,计算了一阶、二阶应变灵敏度系数的理论值 ;并将光纤Bragg光栅粘贴在悬臂梁上进行拉伸和压缩 ,得到了与应变对应的光纤Bragg光栅中心波长偏移量 ,通过线性和二次多项式拟合 ,得到了光纤Bragg光栅一阶、二阶应变灵敏度系数的实验值 ;各阶应变灵敏度系数的理论值与实验值吻合得到很好     

制作光纤光栅用相位掩模的衍射行为研究

利用严格耦合波理论对用于光纤光栅制作的相位掩模的衍射特性进行了深入的研究.研究发现,在紫外写入波长(248 nm)下,为了使零级衍射效率＜5%,且±1级的衍射效率＞35%,相位掩模的刻槽深度必须控制在230～280 nm,占宽比必须控制在0.48～0.65.同时,与标量衍射理论的结果进行了分析对比.这些都为相位掩模的实际制作提供了有意义的结果.     

一种双包层半径光纤布拉格光栅传感器

光纤布拉格光栅已经成为非常有前景的温度、应力及其它参数测量的传感元件,但其存在温度和应力的交叉敏感问题.提出了一种双包层半径光纤布拉格光栅传感器,将一个布拉格光纤光栅分成两半,各自具有不同的包层半径,其中一半保持不变,另一半包层半径从62.5m减小到40m.实验结果表明,两半光纤布拉格光栅的温度灵敏度均为10.4 pm/℃,而应力灵敏度分别为1.12 pm/ue 和3.89 pm/ue.初始的单个布拉格反射峰分裂成两个,分别对温度和应力敏感,而两个反射峰之间的波长差只受应力的影响,随着应力的增加其波长差逐渐增加.因此,通过这一个光纤布拉格光栅即可分辨出温度和应力所引起的布拉格波长漂移.该光纤光栅传感器结构简单、体积小巧、成本低廉、制作方便,可以广泛应用在各个领域实现温度和应力的同时测量.     

新型光纤Bragg光栅振动传感系统

分析并实验研究了一种基于机械感生长周期光纤光栅(MLPFG)解调的新型光纤Bragg光栅(FBG)振动传感系统。利用机械线加工技术(MLPT)为制作周期为600μm、长为60mm的不锈钢槽板,采用机械感生法写制了中心波长1539.820nm、谐振线性边带大于6nm的MLPFG作为滤波器。选用中心波长为1542.400nm、3dB带宽为0.3nm的FBG设计振动传感器,通过附加电磁阻尼提高了稳定性,扩大了无失真频率测量范围。实验表明,该振动传感系统具有良好的动态响应特性,响应频谱与激振信号完全吻合,频率测量范围为10～3×103kHz,并具有良好的冲击振动响应。     

Er-Yb共掺光纤光栅光纤激光器

提出了一种用两个完全相同的光纤光栅作谐振腔的Er-Yb共掺光纤激光器,并对其输出与温度特性进行实验研究,给出了Er-Yb共掺光纤的自发辐射谱及光纤光栅的透射谱,讨论了光纤光栅工作温度对激光器输出中心波长的影响.实验结果表明激光器的温度稳定性较好.     

基于啁啾光纤光栅的五波长掺铒光纤激光器

提出并实验验证了一种新型的基于啁啾光纤光栅的全光纤的可切换的五波长掺铒光纤激光器,该激光器采用简洁的线性腔结构,使用一段高掺铒的光纤作为增益介质,利用一个内含宽带啁啾光纤光栅的萨格纳克环作为激光器的谐振腔腔镜,担当了一个梳状滤波器的作用,另一个腔镜由一个宽带光纤反射镜担当,适当调整环中的偏振控制器,可以获得最多五波长的激光输出,并具有4种不同的激光输出模式,所有激发线均具有大于32 dB的光学信噪比,小于0.6 nm的线宽以及小于8 dB的峰值功率差异。