基于磁流体与长周期光纤光栅的磁场传感研究

长周期光纤光栅是一种新型的无源光纤器件,对外界折射率敏感的特性使其可作为一种理想的光纤敏感元件。而磁流体具有明显的磁光效应,即具有在外界磁场作用下其折射率发生改变的特性。将磁流体与长周期光纤光栅相结合作为传感探头,提出了一种全新的磁场测量方法,并对其进行了深入的理论分析和初步的实验验证。实验结果表明,所提出的基于磁流体与长周期光纤光栅的磁场传感方法可以用于磁场和电流的测量。     

磁流体的光特性及其在光纤领域中的应用

针对磁流体在光纤领域的应用及其发展,本文综述了有关磁流体的成分组成、应用、特点和国内外的研究进展等。对磁流体的可调谐折射率、热透镜效应、光透射特性、双折射性、磁致色散特性等相关光学特性进行总结,并介绍了磁流体在光纤磁场传感器、可调谐磁流体光栅、可调谐光滤波器、光开关、光纤调制器、可调谐偏振光分束器等不同光器件中的应用,同时,分析了近年来国内外学者在光纤领域的研究进展。研究结果表明,虽然光纤磁场传感器凭借优良的性能,在航空航天、土木工程、石油化工、电力行业等领域具有重要作用,但随着光纤传感器的发展,光纤传感器应克服多参数交叉敏感性,其高灵敏度和微型化需要更为严格的封装技术,而且通过各种封装技术光纤传感器可以满足不同环境的应用要求。磁流体光特性的研究在光通信和传感技术等领域具有越来越重要的作用。     

低偏振相关损耗多重体光栅CWDM设计

多重体全息光栅可当作一种粗波分复用器使用.用严格耦合波分析算法对多重体全息光栅的衍射效率进行理论分析,计算并分析光栅厚度及布拉格角度对该复用器的偏振相关损耗的影响.数值结果表明,通过优化光栅厚度和布拉格角度,在无明显增加附加损耗的前提下,可获得一种低偏振相关损耗的复用器.实验制作了一个波长间隔为20 nm的8通道粗波分复用器,其测量结果与模拟计算结果吻合.     

光纤光栅传感技术在实验力学中的应用

光纤光栅传感技术应用于力学测试中是国内外正在发展的一门新技术．本文基于光纤光栅传感的基本原理，阐明了光纤光栅传感技术用于实验力学测量中的优势，通过实验表明光纤光栅传感技术用于力学测试将在测量范围、测量精度、多路复用等方面，特别是在稳定性方面都有显著的提高，是实验力学中一种新的有效技术手段．     

偏振态稳定型掺铒光纤激光器

提出了一种新型结构的Sigma谐振腔光纤激光器,以价格较为经济的非保偏掺铒光纤作为增益介质。利用Jones矩阵法对该光纤激光器的偏振特性进行了分析。数值仿真计算结果表明其输出偏振态较之相同条件下常规环形腔结构光纤激光器的输出偏振态更加稳定,可应用于光网络测量系统和光纤传感等领域。     

偏振态稳定型掺铒光纤激光器

提出了一种新型结构的Sigma谐振腔光纤激光器,以价格较为经济的非保偏掺铒光纤作为增益介质。利用Jones矩阵法对该光纤激光器的偏振特性进行了分析。数值仿真计算结果表明其输出偏振态较之相同条件下常规环形腔结构光纤激光器的输出偏振态更加稳定,可应用于光网络测量系统和光纤传感等领域。     

利用电磁铁的光纤光栅电流传感实验

布拉格光纤光栅(FBG)是最近几年在光纤通讯、光纤传感等领域应用最为广泛，发展最为迅速的光纤无源器件之一，被认为是继光纤放大器之后光纤通信技术发展的又一里程碑.由于它具有许多独特的优点，因此在光纤通信、光纤传感器等领域具有广阔的应用前景.本实验是利用衔铁在电流产生的磁场力的作用下间接带动光纤光栅，从而实现布拉格波长漂移值与电流之间的变化，进而影响光纤光栅反射谱，实现对电流进行传感探测的.分析和验证了光纤光栅用于电流传感的可能性.系统传感灵敏度为1.55×10^-2 nm/mA.     

光纤光栅二次涂敷封装压力特性的理论研究

光纤光栅是一种近年来发展迅速的有着广阔应用前景的光纤器件,是目前国际上光纤传感领域主要的研究热点之一。文章从光纤光栅的传感原理入手,分析了光纤光栅应变、压力传感模型。在此基础之上建立了光纤光栅二次涂敷的压力传感模型,并研究了涂敷材料的力学参数对光纤光栅传感灵敏度的影响关系,找到了一种提高光纤光栅压力灵敏度的有效途径。     

偏振控制器的研究进展

偏振控制器在高速光纤通信、相干光纤通信以及光纤传感等领域具有十分重要的作用,它是克服光传输系统中偏振相关损耗和监测仪器偏振特性的关键元件。本文在阐述偏振控制器工作原理的基础上,重点介绍了几种新的偏振控制器实现方案,并对各种偏振控制器的性能进行了分析比较。     

啁啾光纤光栅的色散补偿研究

在光纤传输系统中,容量的扩大、速率的提高、距离的延长都与光纤的损耗、非线性效应、色散效应密切相关。随着掺铒光纤放大器的广泛使用,损耗问题基本得到了解决。由于光纤色散能够有效地抑制四波混频、自相位调制等非线性效应,对光纤通信系统进行升级扩容的关键是解决色散问题。根据耦合模理论对均匀光纤光栅和啁啾光纤光栅的反射谱进行了数值仿真,结果表明,啁啾光纤光栅的色散补偿性能优于均匀光纤光栅。设计了用啁啾光纤光栅对10Gbps光信号传输300km进行色散补偿的仿真系统。仿真结果表明：应用啁啾光纤光栅进行色散补偿能使光纤传输系统的性能得到显著的改善。     

一种极化选择多频带的低雷达截面积反射屏简

A novel radar reflection screen composed of the polarization-dependent mutiband artificial magnetic conductor (PDMAMC) and perfect electric conductor cells is proposed. The PDMAMC is realized by etching a complementary split ring resonator (CSRR) on the patch of a conventional artificial magnetic conductor. Around the two/three operational frequencies of the PDMAMC-elements for different electric field polarizations, the reflection of the PDMAMC and perfect electric conductor have opposite phases, so for any normal incident plane wave the reflections cancel out. The basic principle is discussed and a sample is measured. The results show that the proposed method is feasible and effective for polarization-dependent mutiband RCS reduction.     

Numerical analysis of magnetization AC losses in high-temperature superconducting slabs subjected to uniform strains

High-temperature superconductors in superconductor apparatuses are subjected to mechanical strains under operating conditions.These strains cause the degradation of the critical current densities and influence AC losses in the superconductors.Based on the dynamic process of thermomagnetic interaction,we report the results of numerical analysis of AC losses in an infinite high-temperature superconducting slab subjected to a uniform in-plane strain in an alternating external magnetic field parallel to the sample surface.The numerical analysis shows the details of electromagnetic phenomena in the slab and the dependences of AC loss on various external parameters including the uniform strain in the slab and the amplitude and frequency of the external magnetic field.In this paper,we find that whether the magnetic field fully penetrates the superconductor is the key factor that influences the features of AC loss.When the magnetic field cannot fully penetrate the superconductor,the loss rises with increasing strain or decreasing frequency.When the magnetic field can fully penetrate the superconductor,the feature is just opposite.We also analyze the effects of periodic strain on AC loss.It is interesting to find that when the periodic strain frequency equals the external magnetic field frequency,the AC loss reaches the maximum,regardless if the magnetic field fully penetrates the superconductor or not.     

变迹均匀光纤光栅的色散补特性及其数值分析

本文针对使用变迹均匀光栅进行透射色散补偿的方案,进一步研究了耦合模理论,对其透射谱及色散进行了数值计算,并与传统的啾光纤光栅反射色散补偿方案作了比较。     

长周期光纤光栅占空比对其光谱影响的理论分析

为了探究长周期光纤光栅占空比对其光谱影响的规律,采用对长周期光纤光栅的矩形波折射率调制函数作傅里叶级数展开的方法,分析了占空比对各阶级数振幅的影响,计算了光纤前20个一阶包层模式有效折射率并分析了其耦合常数变化规律,分析了谐波光栅谐振波长随折射率调制量增加的漂移规律,最后给出制作无额外谐振光栅或传感用光栅对光栅占空比的设计要求．研究结果表明对于某些特定周期的光纤光栅,存在与其谐波光栅基本满足相位匹配条件的包层模式．     

单模光纤系统中极化选择元件引起的极化噪声

分析了单模光纤系统中极化选择元件引起的极化噪声的产生机理,计算测量了光栅、极化器产生的极化噪声.由于光栅引起的极化噪声与光栅的衍射效率有关.还计算并测量了光栅的衍射效率.     

电子束在横向磁场下偏移量的修正

为了衡量电子在横向磁场下的偏移量的实验中所测数据的优劣性,分析了电子在横向磁场下的偏移原理,,通过亥姆霍兹线圈全空间磁场的计算和磁场均匀性范围的分析;修正了电子在匀强磁场中偏移距离与磁感应强度的关系式,得到了电子在磁场中的偏移距离与产生匀强磁场的电流以及磁场大小的偏差率之间的关系以及成立的条件.当亥姆霍兹线圈的半径给定时,电子偏移距离与电流满足非线性关系.亥姆霍兹线圈的半径越大,可获得在较小磁场偏差率下的匀强磁场区域越大.通过修正的表达式可更好的判断数据的优劣,估计实验误差的大小.     

Dispersion compensation experiment on 19 ps pulse width over 133 km single mode fiber with tunable chirp and wavelength gratings

A novel method utilizing a cantilever beam to tune the center wavelength and the linear chirp of fiber gratings is presented. Based on this method, the center wavelength and the chirp of a 10 cm uniform fiber grating are tuned to compensate for the dispersion of 19 ps pulse width after 133 km transmission. Experimental results show that the effect of dispersion compensation is favorable. Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 69637020) and the National “863” Programme of China.     

光纤布喇格光栅的研究与应用

概述了在掺杂石英玻璃光纤中写入布喇格光栅的原理与方法,介绍了光致光栅的机理及增强光纤光敏性的措施,简要说明了光纤光栅在光纤通信和光纤传感中的应用。