全光光纤谐振腔设计

本文给出了全光纤谐振腔的四种腔设计形式,对它们分别进行了理论分析,指出了各自的特点,比较了它们各自的优缺点,为光纤谐振腔的设计提供了理论依据和选择形式。     

掺铒光纤谐振腔陀螺的谐振腔设计

光纤谐振腔作为谐振式光学陀螺的核心传感器件,其性能直接决定了谐振式光学陀螺的灵敏度。目前使用的光纤谐振腔存在着品质因数偏低的问题,极大地限制了谐振式光学陀螺极限灵敏度的提升。将掺铒光纤引入到光纤谐振腔中并外加高稳定性的泵浦激光器形成掺铒光纤谐振腔,从而有效提升了谐振腔的品质因数。通过对激光功率、掺铒光纤长度等参数的实验探索,确定了最佳的掺铒光纤谐振腔的设计参数,实现了应用于谐振式光学陀螺品质因数为1.44×109的掺铒光纤谐振腔。搭建了基于掺铒光纤腔的谐振式光学陀螺测试系统,经实验测试该系统的零偏稳定性为0.077 5°/s,验证了掺铒光纤腔在陀螺系统中的应用,为新型角速度测量技术提供了新的研究思路和发展方向。     

光纤激光器的谐振腔结构

光纤激光器是新近发展起来的将光纤技术与激光技术相结合的一种特殊激光器件.因而也出现一系列新的物理现象,如耦合、输出、谐振腔、谱结构、模式、调频、调Q、锁模以及Smith腔等.本文主要讨论光纤激光器的谐振腔结构,它可分四种类型:环形腔结构,藕合环反射器结构、双藕合器和块状结构.除了块状结构与常规激光器腔     

保偏光纤环形谐振腔研究

报道了一种用于角速度测量的光纤谐振式传感器保偏光纤环形谐振腔的研究,给出了测量的原理、实验装置和实验结果.根据计算和实验结果,对影响系统性能的几个重要光学参数进行了设计和优化.该谐振腔已在传感器系统中得到应用.     

基于光纤光栅谐振腔的双包层光纤激光器

理论分析了线型腔双包层光纤激光器的输出特性,包括光纤长度、光纤损耗及后腔镜反射率对激光输出功率和阈值泵浦功率的影响.设计了基于光纤光栅谐振腔的双包层光纤激光器,采用锥度光纤实现了泵浦模块与双包层光纤之间的低损耗连接,实现了全光纤化的掺Yb3 双包层光纤激光器,其阈值泵浦功率为300 mW,在泵浦入纤功率为17 W时达到了10.5 W的最大激光输出功率,斜率效率为62%.     

光纤光缆衰减测量和稳态模式模拟

本文讨论了光纤光缆衰减测量的重要性和要求,介绍了主要测量方法及其特点并进行了对比。文中着重分析影响测量精度的因素、注入条件和稳态模式的重要性,并对几种稳态模式模拟方法作了概括介绍和对比。对制订可行的先进测量方法标准方面的动态也有所涉及。     

光纤中的色散和非线性效应对混沌同步的影响

基于描述光反馈半导体激光器的动力学以及信号在光纤信道中传输的理论,研究了光纤中色散和非线性效应对混沌信号传输以及发射和接收激光器的混沌同步特性的影响,目的是为远程光纤混沌保密通信提供理论指导。数值模拟结果表明:光纤非线性效应只影响信号的位相,不会影响混沌信号的强度;光纤色散将使混沌信号发生严重变形,影响混沌系统的同步性能:通过在接收器的前端放置放大器以补偿光纤的损耗,信号经过200km的色散位移光纤传输后,发射和接收激光器输出混沌信号的关联系数仍可达到0.99,即系统可达到很好的同步性能。     

微波谐振腔运动时电磁场的能量和动量

依据电磁场的相对论变换,计算了矩形微波谐振腔匀速运动时电磁场的能量和动量。初步计算的结果表明:电场方向平行于谐振腔运动方向的波模(0,n,p)的电磁场的(一个周期平均)能量和动量完全类比于运动粒子的相对论能量和动量;但电场方向垂直于谐振腔运动方向的波模(m,n,0)的电磁场的(一个周期平均)能量和动量完全不同于运动粒子的相对论能量和动量。因此,当谐振腔的载体作高速机动时,两种波模的电磁场在相关电路中诱发的电扰动将不同。     

基于长程光纤网络的谐振腔光纤陀螺

提出一种全新结构的基于长程光纤网络光调制谐振腔光纤陀螺(R FOG)系统,利用R FOG传感部件光纤环形腔的光纤长度短、体积小以及无源特点,将其通过长程光纤网络与后端的光源、探测器及复杂的信号处理部件连接起来,实现远距离的无源角速度探测。这种结构的R FOG具有很高的理论灵敏度可达5×10-8 rad/s,采用的全数字闭环处理方案能实现大动态范围信号检测,而且对转换器的要求不高。各种误差消除措施可以在系统中很方便的实现,大大提高陀螺性能。结合光纤系统的各种复用技术,该R FOG结构可以组成大型的远距离角速度惯性测量网络系统,有效地克服了传统R FOG在系统成本和复杂性上的劣势,为R FOG走向实用提供了新途径。     

基于双曲函数的双忆阻器混沌电路多稳态特性分析

基于经典蔡氏混沌振荡电路,引入一种双曲余弦函数的新型磁控忆阻器模型,设计含有两个双曲余弦忆阻器的混沌电路系统,讨论了系统平衡点集面的稳定区间.选择不同的忆阻初始值进行数值仿真,通过分岔图与Lyapunov指数谱研究双曲忆阻混沌系统的多稳态特性.结果表明,含双曲函数的双忆阻混沌电路具有复杂的动力学行为,运动轨迹不仅依赖于电路参数,还受电路的初始状态影响,由此产生了不同拓扑结构的混沌吸引子与不同周期运动的多稳态隐藏吸引子共存现象.     

谐振腔光纤陀螺信号检测方法的研究

谐振腔光纤陀螺(R—FOG)是利用光学Sagnac效应实现对转动检测的一种高精度的惯性传感器件。在谐振腔光纤陀螺系统中，信号检测系统占有非常重要的地位，其检测精度的大小直接影响陀螺的分辨率。光纤环形谐振腔是谐振腔光纤陀螺的核心敏感部件。采用两种频率的锯齿波组合调制，考虑激光器有限光谱线宽条件下，采用洛仑兹线型描写光纤环形谐振腔的输出光强表达式。针对输出光强与谐振频率偏差在靠近谐振点附近的近似线性关系，利用多次反馈频率操作来依次跟踪谐振腔光纤陀螺顺时针和逆时针光束的谐振点，从而避免了谐振频率偏差复杂的求根算法。仿真结果表明，多次反馈频率操作，可以较快地锁定到谐振点。     

单谐振腔光纤激光器输出特性优化实验研究

基于单谐振腔结构,搭建了千瓦级掺镱全光纤激光器,实验研究了增益光纤长度、盘绕半径、制冷温度几种不同参数对输出激光特性的影响.经过参数优化,最终选用镱纤长度16 m,盘绕半径6 cm,制冷温度25℃,在泵浦功率为1348.3 W时,实现了1135 W的连续激光输出.激光中心波长1080 nm,光-光转换效率84.2％,斜...     

多变量耦合实现双环掺铒光纤激光器混沌同步

根据双环掺铒光纤激光器的理论模型,提出多变量单向耦合法实现混沌同步,对主从系统模型进行数学推导,研究不同参数条件下双环掺铒光纤激光器的混沌同步,得到实现混沌同步的条件,并在Simulink平台下动态仿真。结果表明,衰减系数不同的两个双环掺铒光纤激光器,主激光器通过定向耦合器驱动从激光器,主从系统可以实现精确混沌同步,且随着反馈强度的增大,实现系统混沌同步的时间越短,反馈强度的取值范围由衰减系数和耦合系数确定;选取不同的系统初值,主从系统可实现混沌同步,系统初值对达到混沌同步时间的影响可忽略不计;在主从系统中引入随机高斯噪声,主从系统仍可实现较好的混沌同步。     

光学谐振腔中的程函和有效光程

本文指出，在光学谐振腔的研究中应当区分用程函、有效光程、激活介质的几何长度等物理量。     

光纤最大理论数值孔径和强度稳态数值孔径、功率稳态数值孔径之间的关系

本文叙述了光纤最大理论数值孔径、强度稳态有效数值孔径及功率稳态有效数值孔径的定义,导出了它们之间的相互关系式,发现它们之间的关系主要与光纤折射率断面指数α有关。从光纤折射率分布图计算了一些光纤的最大理论数值孔径和强度稳态有效数值孔径,并与光斑法测得的强度稳态有效数值孔径进行了比较,结果表明计算值与测量值基本相符。     

混沌信号在色散光纤传输过程中的演化

研究了色散光纤混沌传输理论及混沌信号与色散光纤相互作用的物理机制;通过耦合激光混沌系统和色散光纤传输信道,提出了色散光纤混沌信号传输演化物理模型;提出混沌信号在色散光纤传输中的非线性演化频率啁啾和公式;着重分析光纤色散对激光混沌信号传输与演化的作用,色散能够展宽混沌信号脉冲,但不影响混沌信号的形状;色散能够改变混沌信号每个频谱分量相位,但不影响混沌信号频谱形状;色散能够改变混沌信号光场慢变场分量的变化,但不改变混沌信号包络时变特性,也不影响混沌信号脉冲的功率分布和场强分布;色散能够改变混沌吸引子在相空间整体旋转角度并使其旋转角度随光纤传输长度而发生改变,但不改变混沌吸引子在相空间中的内部结构.最后数值模拟了混沌信号在光纤传输过程中的相位、场慢变部分分量以及混沌吸引子等演化形式等.     

打靶法实现Lorenz-Haken激光混沌的周期和稳态控制

用打靶法对Lorenz-Haken单模激光混沌模型进行控制。计算机模拟结果表明,实现了Lorenz-Haken激光系统的周期一、周期二、周期四等周期轨道控制和稳态控制。     

光纤光学特性测试中的稳态模激励问题分析

光在光纤中传输时,随着距离的增加,一部分不满足全反射条件θ_i≥θ_c=n_0sin~(-1)(n_2/n_1)的模式将变为泄漏模,而部分泄漏模在包层与被高层间产