全光纤电流互感器测量性能的优化分析与实验研究

建立了线性双折射对全光纤电流互感器(FOCT)测量性能影响的数学模型。该模型充分考虑光纤的固有线性双折射、弯致线性双折射和温致线性双折射,揭示了温度变化量、光纤弯曲半径及缠绕匝数是影响FOCT测量性能(包括准确度和灵敏度)的3个主要因素。具体表现为:温度变化量越大,FOCT的准确度和灵敏度越低;当光纤弯曲半径增大时,FOCT的准确度和灵敏度先减小后增大;光纤缠绕匝数越多,FOCT准确度越低,而灵敏度越高。基于上述理论分析,综合考虑FOCT的准确度和灵敏度,提出了具体的优化方法,并通过仿真对FOCT进行优化分析和计算。最后设计并搭建了FOCT实验平台,进行线性度、温度循环、准确度和灵敏度测试,并根据测试结果选取光纤最优弯曲半径和缠绕匝数,使其在温度波动时满足准确度和灵敏度要求。仿真与实验结果验证了理论分析的正确性。     

全光纤电流互感器温度特性建模分析与实验研究

建立了全光纤电流互感器(fiber-optical current transformer,FOCT)温度特性的数学模型。该模型充分考虑传感光纤的弯曲特性,结合光纤线性双折射的分布参数模型从本质上解释了温度对线性双折射的影响机理:由于传感环的弯曲性,温度变化会导致光纤横截面上的受力不对称,进而引起线性双折射;单位长度光纤的线性双折射相位差与温度变化量成正比,与光纤弯曲半径成反比。并结合光纤Verdet常数的温度特性综合量化了温度对FOCT的影响。采用COMSOL有限元分析方法实现光场、磁场、温度场、应力场的耦合并分析求解。仿真结果表明:双折射效应会使光波旋转角变小;光纤横截面上的应力差与温度变化量成正比,与光纤弯曲半径成反比;温度波动将引起线性双折射,进而使光波旋转角减小;结合Verdet常数得到了温度波动时FOCT的综合误差,与理论分析结果吻合。最后设计并搭建FOCT实验平台,进行线性度测试和温度循环测试。测试结果表明:实验误差与理论误差变化趋势基本一致;温度波动越大,FOCT误差漂移越严重,必须采取补偿措施,故提出一系列改善FOCT温度稳定性的方法。仿真与实验结果验证了理论分析的正确性。     

ESI光纤参数在单模光纤色散特性评价中的应用

介绍了等效阶跃折射率(ESI)光纤的意义及获取 ESI 光纤参数的方法。然后以MCVD 法制造的标称零色散波长为1.3μm 的单模光纤为例,在评价其色散特性中应用了 ESI光纤参数,获得了满意的结果。由于波导色散与光纤实际折射率分布形状密切相关,应用 ESI光纤参数对色散特性的评价只给出定性一致性。     

一种测量单模光纤模场直径的新方法

从理论公式着手,提出了一种能简便测量单模光纤模场直径的新方法.误差分析和实测结果表明,该方法具有相当的精度,与进口设备测量结果的一致性很好,为单模光纤模场直径测量提供了一种新的手段.     

柔性直流光纤电流互感器阶跃响应特性研究

传统直流光纤电流互感器无法满足柔性直流输电工程的高速响应需求,因此需要研究直流光纤电流互感器的阶跃响应特性及其动态性能改善方法。文中结合直流光纤电流互感器的离散数学模型,对其动态特性进行了全面的仿真、计算和实验研究,结果表明：影响直流光纤电流互感器阶跃响应特性的关键参数是渡越时间、前向通道增益、滤波器阶数和通讯延迟。搭建了直流光纤电流互感器阶跃响应测试平台,经参数优化后的直流光纤电流互感器的阶跃响应上升时间小于50μs,满足相关应用要求。     

从光缆设计看光缆的可靠性（续）

(3)光缆中扭绞和弯曲时光纤损耗增加的影响 光纤制成光缆芯时,通常要扭绞和弯曲,光纤扭绞螺距太小,弯曲半径太小则损耗将增加。有关计算得：当光纤相对折射率差△=1％,在波长λ=1．3μm时,由弯曲引起的损耗增加为0．1dB／km时,弯曲半径为3.0cm(渐变型)。     

全光纤电流互感器灵敏度特性研究

在全光纤电流互感器理想数学模型基础上,建立了全光纤电流互感器灵敏度特性数学模型,该模型揭示了单位长度线性双折射、传感环半径和光纤缠绕匝数是影响全光纤电流互感器灵敏度的3个主要因素,并得出结论:最优光纤长度时全光纤电流互感器灵敏度最高,且最优光纤长度只与单位长度线性双折射有关;全光纤电流互感器灵敏度随着光纤缠绕匝数增多而增大,且增大到最优光纤缠绕匝数时,全光纤电流互感器灵敏度最高。进而提出利用有效匝数来平衡灵敏度和光纤利用率。实验验证了理论分析结果的正确性。     

导光性能优良的光导纤维

日本制造的包层采用添加氟的石英、纤芯采用纯石英的单模光纤,与以往纤芯添加GeO_2的单模光纤相比,具有传输损耗低,在1.55μm 时仅0.154dB/km;高可靠的耐氢特性和耐放射线特性。它不失为长距离光传输线路,特别是海底通信光缆线路的理想光纤。     

GYXTEW型光缆结构尺寸优化设计

本文详细地介绍了GYXTEW型中心束管式全填充型通信用室外光缆的设计过程,根据光纤余长、弯曲半径、外护结构与松套管直径之间直接或间接的关系,通过理论计算和实际经验,确定出满足性能要求的最小光缆结构尺寸。     

单模光纤探针粗糙度测量技术的研究

本文根据表面轮廓调制原理,采用计算机控制的单模光纤探针扫描技术及相应的信号处理电路,提出了智能化光纤探针式轮廓仪。文中对仪器构成原理的有关理论基础及关键技术进行了介绍,最后利用本测量技术进行了实验测量,给出了实验结果及误差分析。     

空芯光纤多模干涉型温度传感器

提出了一种基于空芯光纤中多模干涉效应的光纤温度传感器,传感器由一小段内径为5μm、长度为20 mm空芯光纤两端与单模光纤熔接构成单模-空芯-单模(SMF-HCF-SMF)三段式结构。使用宽带光源照射该传感结构,通过监测传感器的透射光谱,利用传感器的多模干涉特征峰值波长对温度的敏感性实现温度监测。在30℃~80℃范围内行了升温实验,得到了线性良好、灵敏度为24.3 pm/℃的温度传感特性。该传感器结构紧促、制作简便、可靠性高。     

康宁公司推出多模版ClearCurve光纤

2009年1月13日，康宁公司宣布推出了用于数据中心和企业网络的新型ClearCurve超高弯曲性多模光纤。康宁ClearCurve多模光纤是能经受半径≤10mm的小角度弯曲而其信号损失却远小于传统多模光纤的激光优化多模光纤。     

美国理想全新FiberMASTER光功率计出品

美国理想工业公司(IDEAL INDUSTRIES,INC.,以下简称美国理想)近日推出了FiberMASTER光功率计,可测量多波长绝对光功率值与衰减值。FiberMASTER光功率计可测量多模和单模光纤,测量的波长包括850 nm、     

超低损耗光纤是超长站距光通信的新选择

介绍了一种单模超低损耗G.652光纤,其与普通G.652D光纤的实验对比表明,该光纤在损耗、受激布里渊散射阈值、偏振模色散等方面具有较大优势,而其他指标则处于相当水平.分析表明,在一定条件下该光纤也具有相对的经济性优势.在“十二五”智能电网大发展时期,这种光纤无疑将成为延长配套光纤通信传输距离的另一有效解决方案.     

基于光功率损耗的外绝缘表面污秽度检测系统影响因素研究

为了提高基于光功率损耗的绝缘表面污秽度测量方法的精度,搭建了基于裸光纤的表面污秽度检测系统。基于该系统,对盐溶液浓度、灰悬浊液浓度、光纤形状、光源类型和光纤类型对表面附盐导致的光功率损耗的影响进行了实验研究,并对实验结果进行了较为深入的理论分析。实验结果表明:随着盐溶液浓度的增加,光功率损耗逐渐增大;灰悬浊溶液浓度对光功率损耗影响不大;采用U型光纤时的光功率衰减比直线型光纤更显著;采用宽谱(多纵模)光源时的光功率衰减比窄谱(单纵横)光源更显著;采用多模光纤的光功率衰减比单模更显著。理论分析结果很好地解释了以上实验结果,验证了实验结果的可靠性。进行基于光纤的外绝缘表面污秽度测量时应采用U型状态、半导体光源和多模光纤以提高测量精度。     

光纤Mach-Zehnder干涉法超声波检测研究

基于马赫曾德(Mach-Zehnder)光学干涉原理,通过在长30 mm、直径11 mm、壁厚0.5 mm的聚碳酸酯棒上缠绕光纤,研制了普通1 550 nm单模光纤、保偏弯曲不敏感光纤这2种干涉传感器(二者的共振频率均为40 kHz),并搭建2套对应的光纤干涉系统,以研究光纤检测电缆局部放电超声波的方法。用超声发生器产生28 kHz和40 kHz的超声波来模拟电缆局部放电超声波,利用光纤干涉系统进行检测试验,通过光纤检测超声信号进行频域分析,研究超声源距离、超声传播介质对光纤传感性能的影响。结果表明:保偏弯曲不敏感光纤干涉传感器及其光纤干涉系统能检测到40 kHz超声波;在超声源和传感器间传播介质为硅橡胶时,传感信号随硅橡胶厚度增加而增强。     

光纤应变传感器的设计

本文分析了光纤应变传感器原理,提出了一种利用光纤弯曲损耗特性来测量应变的传感器设计方案,阐述了基于这一方案的相关实验及实验数据的处理与分析.     

玻璃光纤与石英光纤

１８７０年人们通过观察到酒桶中冒出的细酒流能把光线弯弯曲曲传输的现象,悟出了光线能在芯线折射率高而外层折射率低的透明介质中全反射弯弯曲曲地向前传输,很快就用玻璃丝作出了光纤,为了降低光传输的损耗,近年来多用石英（即二氧化硅）制做光纤。光纤的分类,从芯线与外层折射率分布分,有阶跃型光纤（光锯齿形前进）、梯度型光纤（光弧线形前进）;从光传输模式分有多模光纤（芯线较粗约５０－２００μｍ）,单模光纤（芯线较细约３－１２μｍ,只允许一种模式的光通过,色散少、损耗小,可传输距离远）;从材质分有塑料光纤（很价…     

单模光纤的标准动态

介绍了单模光纤国际标准和国内标准最新发展动态 ,对单模光纤国内外标准编制过程 ,单模光纤特性要求及其相关问题 ,均作了详细论述 ,对光纤光缆制造和使用有一定的指导作用。     

欧洲的海底光缆系统

<正> 在欧洲,光纤已经在远距离通信系统和无线电通信干线系统中,起到了极重要的作用.1984年以前,欧洲主要使用多模光纤,以后就转向单模光纤,这比美、日晚了一年.单模光纤在海底电缆系统中具有很大的吸引力,这是因为它比相同的同轴电缆产生的带宽更长.在过去几年内,欧洲广泛试制