一种新型的光纤光栅波长解调系统

通过理论分析建立了扭转高双折射光纤的数学模型,提出一种利用扭转高双折射光纤实现光纤光栅反射波长的解调方法.理论和实验表明,该系统具有10nm的准线性解调制范围,线性度好,易于实现.     

应力诱导单模光纤双折射的研究

单模光纤在通常情况下可以认为是不存在双折射现象的.但当光纤受到弯曲、侧压及扭转时,由于光弹效应使得光纤分别产生了线性双折射和圆振双折射.该文对单模光纤由于各种作用产生的诱导双折射进行了论述,推导了不同情况下双折射的计算公式,并分析了其中的差别.同时,还初步分析了实际系统中对各种双折射效应的应用.     

少模光纤倾斜光栅制备及扭转传感研究

设计了一种基于少模光纤倾斜布拉格光栅的反射型扭转传感器,小角度倾斜光栅中的纤芯基模与二阶模在光栅处发生互耦,通过测量该过程形成的反射峰强度变化实现扭转测量。分析了光栅倾斜角度对模式耦合效率的影响,采用相位掩模板法在线刻写光栅技术,在少模光纤上刻写了不同的小角度倾斜光栅;在此基础上选择倾斜角度为1°的光栅进行了单点、双点扭转传感实验,实验表明其反射光谱中基模与二阶模的互耦合峰(LP₀₁-LP₁₁)对光纤扭转敏感,可以实现对扭转角度大小的测量。在-50°～-150°逆时针扭转过程中,扭转灵敏度为0.52 dB/(rad·m^-1),而在40°～190°顺时针扭转的角度范围内,扭转灵敏度为0.34 dB/(rad·m^-1)。这种传感器具有在单根光纤上实现多点扭转传感的潜力,在多点扭转监测方面具有应用前景。     

利用光纤双折射效应实现应变和温度同时测量

提出了用相位掩模技术在双折射光纤上刻制光纤Bragg光栅的方法.由于光纤Bragg光栅的双折射效应,当有温度和应变的影响时,可观察到分别对应于快轴和慢轴的光纤光栅反射波中心波长的分离,可得到的最大差值为0.66nm.中心波长的差值随着温度和应变的变化而变化.这种光纤Bragg光栅可实现温度和应变的同时测量.     

扭转抑制光纤陀螺法拉第效应的理论研究

光纤陀螺法拉第磁光效应作为非互易性误差源,是影响光纤陀螺性能,尤其是影响光纤陀螺精度的主要原因之一。介绍了光纤陀螺的磁敏感机理,分析了光纤陀螺径向和轴向磁敏感性误差的主要来源。提出了通过在光纤陀螺原有光纤环上熔接反向扭转光纤的方法,引入比较高的圆双折射,对原有光纤环的非互易相位差进行补偿,达到抑制光纤陀螺磁敏感性误差的目的,探讨了该方法的可行性,并对补偿特征进行了仿真分析。     

FBG传感器应变标定方法

为了提高光纤光栅应变传感器测量精度,针对光纤光栅传感器工程应用情况,提出了一种光纤布拉格光栅(fiber bragg grating,简称FBG)传感器应变特性标定方法。通过理论分析和实验标定了封装式光纤光栅应变传感器的灵敏度系数,对传感器理论与实验灵敏度系数误差进行了分析。实验结果表明,该方法简单、易行,用于光纤光栅传感器使用前的标定,可以提高基于光栅光栅传感器的测量精度和准确性。同时,该方法为光纤光栅传感器的工程推广应用奠定了基础。     

1.55μm高非线性高双折射光子晶体光纤

通过调整结构参数,优化设计了一种高非线性高双折射的光子晶体光纤(PCF)。该光纤的包层结构由大小不同的圆形空气孔按六边形排列,纤芯中心沿着x轴引入两个椭圆空气孔。采用全矢量有限元法,并以完美匹配层作为边界条件分析了该光纤结构的模场分布、有效折射率、有效面积、非线性系数及双折射特性,并且分析了光纤结构参数对这些特性的影响。分析表明,调节最内层纤芯周围的大空气孔和椭圆空气孔的大小可有效地控制非线性系数和双折射特性。数值分析显示:适当地调节结构参数后,该光纤在波长1.55μm处的非线性系数最大值可达53.5 W-1·km-1;双折射系数为1.092 9×10-2,比传统光纤高两个数量级。该光纤在对于非线性和双折射需求高的通信系统中具有好的应用前景。     

光信号传输中光纤偏振模色散的补偿

光信号传输过程中,光纤的双折射程度受传输路径和环境条件变化的影响,所产生的偏振模色散对于光信号的影响是随机的,因此对偏振模色散进行动态补偿十分必要.利用线性啁啾光纤光栅的双折射特性制成了时延补偿单元,具有体积小、插入损耗低、非线性效应低和成本低等优点,由外加电压驱动的压电传感器给出的可调谐的横向压力来获得可调谐的差分群时延,从而对光纤链路的偏振模色散实现动态补偿.     

闪耀光纤光栅的应变特性分析

通过理论分析建立了闪耀光纤光栅的数学模型,并对闪耀光纤光栅的应变特性进行了实验研究.理论和实验表明,闪耀光纤光栅具有很好的应变灵敏度,达到了1.393nm/N.     

应用高双折射光纤的分布力传感技术的研究

本文研究了一种分布式光纤力传感系统。这种系统基于高双折射光纤受外力扰动作用下的模式耦合原理,应用高双折射光纤作为传感光纤,采用光外差干涉技术和光程扫描方法探测沿传感光纤分布的压力点。