谐振式光纤陀螺中环形谐振腔的实验研究

文中报道了谐振式光纤陀螺中光纤谐振腔的研究工作，首先简述了谐振式光纤陀螺的基本原理，然后对光纤环形腔的谐振性进行了分析，给出谐振条件，并且根据系统的性能要求，对陀螺的谐振腔光路系统进行了设计。     

基于保偏光纤的光纤应力传感器研究与设计

为了提高光纤应力传感器的抗干扰能力,提出了一种基于保偏光纤的光纤应力传感器设计方案.该方案主要利用保偏光纤的高双折射机理,通过光偏振度的变化来反映外界应力的变化.还给出提高系统性能的一些措施.实验表明,该系统能准确检测出光纤弯曲程度的变化.     

用于光纤陀螺仪的保偏光纤

阐述了光纤陀螺仪对保偏光纤的基本性能要求,并介绍了一种新型直径为80 μm保偏光纤的主要性能参数和特征.     

保偏光纤拍长的测量

本文叙述了保偏光纤能够保证传输光波偏振特性的基本原理，介绍了测量保偏光纤拍长的基本方法。     

高双折射保偏光纤的温度和应变灵敏度测量

我们采用动态偏振法测量了三种常用的商品化高双折射保偏光纤（蝴蝶结型光纤，保偏光纤，吸收降低光纤和椭圆芯光纤）的应变和温度灵敏度。本文详细介绍了实验装置和测量程序，测量数据尽可能与已公布的数据作了比较，并获得良好的一致。     

保偏光纤热处理的研究

本文主要研究应力致高双折射PMF的温度特性,对bow-tie型PMF进行的热处理实验表明,退火后双折射增加了46％,这一点亦被退火前后拍长的测试结果所证实。     

保偏光纤起偏器检测系统

本文介绍保偏光纤起偏器检测系统的原理，阐述了系统结构及关键技术问题的解决，给出了部分测试结果。     

Response characteristic analysis of polarization maintaining fiber ring resonator with dual-coupler for sensing application

A polarization maintaining fiber ring resonator with dual-coupler (PMDC-FRR) for sensing application is presented in this paper. Polarization maintaining directional fiber couplers and fiber loop are employed to eliminate the polarization fading in the fiber ring resonator. Three important characteristic parameters associated with the sensing application, which are the visibility of the output intensities, the free spectral range and the finesse, are discussed as functions of the coupler coefficients and the fiber loop length in detail. In addition, the critical drive voltage of the tunable laser to keep the output intensities stable is also analyzed, when the fiber ring resonator with dual-coupler is utilized as fiber sensor with phase modulation. A PMDC-FRR is designed practically in experiment with the power coupling coefficients of 0.5 and the loop length of 22 m. The experimental results provide sufficient arguments for the theoretical predicts. The theoretical and experimental analysis results will be useful to the sensing application of the PMDC-FRR.     

保偏光纤拍长的测量方法

介绍了保偏光纤拍长测量的几种常用方法,就其测量原理,试验装置及优缺点分别进行了较为详细的分析和说明.并就目前多数测量方法适用于高双折射光纤的不足,介绍了一种较好的测量低双折射光纤拍长的方法.     

基于马赫-曾德尔干涉仪的保偏光纤温度传感器研究

根据马赫-曾德尔干涉仪(MZI)原理在两根标准 单模光纤(SMF)中间熔接一段保偏光纤(PMF),通过电弧 放电和熔接推挤形成凹-凸型锥,构成温度光纤传感器。利用PMF的包层模、纤芯模对温度 的灵敏度差异,通 过检测透射光谱中不同干涉谷的波长和强度变化,实现对温度的测量。实验表明,在25~70℃的范围内, 当PMF的长为30mm时,在1533.68nm和1560.92nm时的干涉谷对应的波长灵敏度为0.029 nm/℃和0.040nm/℃,对应的强度灵敏度为0.12dB/℃和0.097dB/℃;当PMF的长度为 40mm时,在1540.54nm和1568.64nm时的干涉谷对 应的波长灵敏度为0.083 nm/℃和0.099nm/℃,强度 灵敏度为0.152 dB/℃和－0.211dB/℃。根据 光谱仪0.01nm和0.01dB的分辨率,对应的波 长和强度分辨率分别为0.100 ℃和0.047℃。     

基于保偏光纤模式干涉的应变传感器研究

为了进一步了解模式干涉光纤传感器的原理,并相应提高应变传感器的性能,提出一种基于保偏光纤(PMF)的模式干涉应变传感器。在两根单模光纤(SMF)之间,腰椎放大熔接一根长30mm的PMF,构成全光纤模式干涉传感器。应变的变化将会引起光纤的纤芯模与包层模相位差的变化,从而导致干涉光谱的变化。在应变范围为0～3 605με,通过光谱仪(OSA)检测宽带光源经光纤传感器后的透射光谱。采用最小二乘法对光强强度和应变进行线性拟合,发现光强减小的趋势与应变的变化有很高的线性关系,并测得应变的灵敏度可达到0.004dB/με,对应的分辨率为2.5με。本文传感器制造简单、费用较低和结构稳固,并且具有很高的分辨率,因此适用于实际测量。     

保偏SiO_2光波导环形谐振腔温度特性研究

利用低压化学气相淀积(LPCVD)技术研制了Si基SiO2保偏光波导环形谐振腔,通过测试不同温度下的谐振曲线,得到了谐振腔双折射率差温度系数,进而利用琼斯矩阵法建立了谐振腔温度特性分析模型,分析了温度波动对谐振腔两个偏振态输出谐振曲线的影响。分析表明,研制的Si基SiO2保偏光波导环形谐振腔芯片具有较好的温度特性,能在较大温度范围内避免温度波动带来的两个偏振态谐振谷的重叠现象。     

保偏光纤保密通信研究

利用保偏光纤受到外界干扰时主轴发生变化，从而使其中传输的偏振光的偏振度发生变化的原理，实时检测介入窃听，给编码保密通信增加了一个保密度。由于是比例检出，信噪比高，抗干扰能力强。记录了无究听时系统在-3℃～60℃的背景噪声作为对比检出依据。检出窃听的阈值是裸光纤弯曲半径为8.5mm。     

白光扫描干涉仪用于保偏光纤偏振耦合检测

采用白光扫描干涉法,利用Michelson干涉仪中移动臂的移动补偿保偏光纤中产生的光程差,从而实现对保偏光纤绕组中偏振耦合点的耦合强度及空间位置分布的有效检测。分析了白光干涉仪的原理、结构以及干涉条纹特点,进行了保偏光纤环的扫描测量。结果表明,第一个保偏光纤环的质量优于其他各环,证明了仪器设计理论和实验结果相符。     

光纤双折射和耦合器偏振性对环形腔的影响

本文应用琼 斯矩阵分析了光纤的线性双折射和耦合器的偏振性对光纤环形腔特性的影响,光纤的线性双白射和耦合器的偏振性使普通单模光纤环形腔带阻输出特性中的谐振峰分裂为两组,相应的谐振频率发生偏移,偏移量正比于双折射的大小和耦合器的偏振参数。两组谐振峰的相对幅度取决于输入偏振态。调整输入偏振态为Ｘ、Ｙ两线偏振态之一时,就仅出现一组谐振峰。环形腔的精细度与光纤的线性双折射无关,但爱耦合器偏振性的影响。     

光源谱型对保偏光纤应力传感信号的影响

保偏光纤对入射的线偏振光具有偏振保持能力,用白光干涉系统可实现准分布式应力、温度和位置传感。超辐射发光二极管(SLD)当驱动电流较小时,光谱服从高斯分布;随着驱动电流增加,中心波长向短波方向漂移,光谱畸变,可用两个高斯函数相加拟合。本文详细分析了SLD光源在不同驱动电流下的谱型分布及拟合曲线,并在保偏光纤应力传感系统中进行了实验,实验结果表明随着光源输出功率增加,在耦合点两侧对称分布着伪耦合点。当光源功率为15 mW时,伪耦合点的耦合强度比力致耦合点的耦合强度约小15 dB。     

端面成像熊猫保偏光纤的偏振轴检测方法及精度分析

针对目前已有的横向观测偏振轴 检测技术精度不高的问题,提出了一种端面成像保偏光纤(PMF)偏振轴高精度检测方法,采 用基于轮廓特 征的自适应阈值分割技术提高应力区识别的速度和鲁棒性,采用同心圆加权平均定位技 术提高应力区 的定位精度,并分析了定轴误差的影响因素。仿真和实验表明,本文的端面成像PMF偏振轴 检测方法能够达到±0.1°的精度。