不同入射角激光束在大芯径SI-PDF光纤中的传输损耗

为得到纯石英阶跃光纤(SI-PDF)中漏泄模式光线功率的传输特性,应用光线投影积分法,推导了不同入射角的激光束在大芯径SI-PDF光纤中的传输功率计算公式,在不同入射角激光束照射下,分别对3、67、140 m SI-PDF光纤的输出功率特性进行了理论和实验研究,用最小二乘法原理对对数坐标下的实验数据进行拟合,得出了损耗系数.结果表明:入射角在0～12°内时,不同入射角功率输出和损耗系数近似一常量,其中损耗系数约为13 dB/km;入射角＞12°时,不同入射角光功率随入射角增加呈指数衰减规律,其损耗系数随入射角增大而增大,在12°时损耗系数值为26 dB/km,在28°时达到了82 dB/km.     

大功率激光束光纤传输的实验研究

简要介绍目前光纤传输的概况。着重研究大功率激光束在三维空间的光纤传输的机制和影响因素。在传输机构设计、模式的选择及光束与光纤的耦合方面进行了探讨，以利于应用于机器人运动的操作。     

多芯光纤活动连接器光学性能评价

为了实现对多芯光纤在光网络系统中的接续并评价连接效果,给出了一种多芯光纤活动连接器的制备方法,用光学连续波反射计和光学低相干反射计分别构建了多芯光纤活动连接器插入损耗和回波损耗测量系统。详细地分析了外在因素和端面质量对多芯光纤活动连接器插入损耗和回波损耗的影响,提出了多芯光纤活动连接器制备和对接时需要满足的三项质量控制条件：精准对芯、物理接触和不相对转动。所制备的多芯光纤活动连接器具有标准的LC型接口,采用三维轮廓仪对多芯光纤活动连接器端面的三维参数（顶点偏移、曲率半径和光纤凹凸度）以及粗糙度进行了表征。用构建的测量系统测得制备的四芯光纤活动连接器中所有纤芯通道实现了平均0.089 dB的低插入损耗和52.31 dB的高回波损耗。为多芯光纤活动连接器走向实际应用提供了制备方法和性能评价方案。     

侧边抛膜光纤传输特性的研究

本文通过实验的方法了解侧边抛磨光纤的传输性能,深度研究了不同抛磨深度、不同抛膜长度的侧边抛磨光纤,测量了不同抛磨深度光纤存在着波长相关损耗.本文利用轮式侧边抛磨法制作侧边抛磨光纤,具有插入损耗较低、成本低廉、可人为控制对倏逝场区域的利用、易于系统集成等特点.     

红外光纤传输特性测试系统的研究

报导了高性能的红外光纤传输特性测量系统（装置）。它是关于红外光纤研究的主要测试工具。该系统包含两个部分：第一部分是一台高稳定性和高分辨率的可调谐CO2激光器，激光器采用特殊结构的全外腔光栅腔形式，并由具有优良热稳定性的花岗石底座构成胶体支承隔离区，以确保输出功率和波长的高稳定性．为提高谱线分辨率，对光栅腔进行了理论分析和实验研究，并提出分辨率的理论公式：因此，激光器具有优良特性：可调谐波长区域9～11μm，分辨率0.96cm-1，单线功率＞5W，稳定性＜±1．5％。第二部分是光纤传输损耗测量系统，包括：分光片、聚焦器、光纤耦会头、光纤平台、HeNe激光同光路指示、信号综合处理器等。同时测出入射到光纤的光功率和透出光纤的光功率，即可由公式：计算光纤传输损耗a。该测量系统具有精度高、稳定可靠性好、自动化程度高等特点。我们可为所需单位提供全套装置或其中的主要部件。     

提高分布式光纤温度传感器测量准确性的方法

分布式光纤温度传感技术是近年来发展起来的一种新型传感技术，它利用一根光导纤维作为温度信息的传感和传导介质，可以测量整个光纤长度上的温度情况。这在解决大型重要结构的实时监控、准确测量等问题以及在组成智能材料结构等方面具有重要价值和应用潜力。本文对基于反斯托克斯／斯托克斯比值的分布式光纤温度传感器系统的温度计算方法和定标进行了理论分析，并提出了采用计算方法消除两路测量通道的损耗系数差异对温度测量的影响。     

针对不锈钢管件的超细芯径光纤激光焊接工艺研究

本研究针对不锈钢管件的超细芯径光纤激光焊接进行焊接工艺研究,选取对焊接结果影响较大的激光功率为变量进行控制变量实验,分析焊接试样的形貌、组织及性能。发现焊缝横截面熔池呈“钉”型,随着功率的增加,钉头宽度增加,深度不变,钉身更加细长,柱状晶分布更多,晶粒尺寸变得细小,熔池的显微硬度增加。本研究加深了对超细芯径光纤激光焊接的理解,为不锈钢管件焊接工艺的选择提供有效参考。     

基于遗传算法的光波导-光纤自动调芯系统的研究

开发了一种新的自动调芯方法,在光纤-波导-光纤的自动对接中导入了遗传算法原理。数值仿真表明该方法达到了小于0.0001dB的插入损耗。完成了调芯系统样机,单模光纤-单模波导-单模光纤的自动对接实验显示,在1310nm和1550nm波长上,光纤-波导端面耦合损耗平均值分别为0.134dB和0.109dB,标准误差分别为0.009dB和0.012dB,调芯时间累计不超过8m in。     

液芯光纤分光光度系统的实验研究

本文介绍了一种新型低成本的液芯光纤分光光度系统。该系统突破了目前对液体折射率必须大于l.46的限制,降低到1.346。系统操作简便,误差小于0.01,满足ppb级的分析要求。     

An inverse problem of estimating the heat source in tapered optical fibers for scanning near-field optical microscopy

A conjugate gradient method based on inverse algorithm is applied in this study to estimate the unknown space- and time-dependent heat source in aluminum-coated tapered optical fibers for scanning near-field optical microscopy, by reading the transient temperature data at the measurement positions. No prior information is available on the functional form of the unknown heat source in the present study; thus, it is classified as the function estimation in inverse calculation. The accuracy of the inverse analysis is examined by using the simulated exact and inexact temperature measurements. Results show that an excellent estimation on the heat source and temperature distributions in the tapered optical fiber can be obtained for all the test cases considered in this study.     

Analysis of changes in optical fibers during arc-fusion splicing by use of quantitative phase imaging

A non-interferometric imaging technique in conjunction with Abel inversion is used to directly and quantitatively examine the changes in optical fibers due to the heating produced during arc-fusion splicing as a function of fusion arc parameters. Phase images in the vicinity of a fusion splice are obtained using Quantitative Phase Microscopy, allowing the refractive-index change to be reconstructed with high spatial resolution. This simple, nondestructive method confirms that, for a fixed arc current, while the fusion time increases, the refractive-index of both fiber cores within the fusion region decreases in magnitude, the core region broadens, and the axial gradient decreases.     

Numerical study of droplet motion in a microchannel with different contact angles

The droplet motion in a microchannel with different contact angles, which is applicable to a typical proton exchange membrane fuel cell (PEMFC), was studied numerically by solving the equations governing the conservation of mass and momentum. The gas-liquid interface or droplet shape was determined by a level set method which was modified to treat the static and dynamic contact angles. The matching conditions at the interface were accurately imposed by incorporating the ghost fluid approach based on a sharp-interface representation. Based on the numerical results, the droplet dynamics including the sliding and detachment of droplets was found to depend significantly on the contact angle. Also, the effects of inlet flow velocity, droplet size and side wall on the droplet motion were investigated. This paper was recommended for publication in revised form by Associate Editor Haecheon Choi Gihun Son received a B.S. and M.S. degree in Mechanical Engineering from Seoul National University in 1986 and 1988, respectively. He then went on to receive his Ph.D. degrees from UCLA in 1996. Dr. Son is currently a Professor of Mechanical Engineering at Sogang University in Seoul, Korea. Dr. Son’s research interests are in the area of multiphase dynamics, heat transfer, and power system simulation. Jiyoung Choi received a B.S. degree in Mechanical Engineering from Sogang University in 2005. He is a graduate student of Mechanical Engineering at Sogang University in Seoul, Korea. Choi’s research interests are in the area of PEM fuel cell and microfluidics.     

非连续线性啁啾取样布拉格光栅型多信道光纤滤波器的设计

介绍了一种基于取样布拉格光纤光栅获得多信道光纤滤波器的方法。通过设计一种非连续阶梯型啁啾取样的布拉格光栅结构,可以分别实现单个信道宽度为50,100和200GHz的光纤滤波器。光纤滤波器的每个信道的宽度几乎完全相同,具有平顶、峭沿和高透射率特点,相邻信道间隔离深度超过28dB,平均插入损失不超过0.1dB,3dB带宽内相位响应起伏在5～30ps。利用介绍的方法制作具有相应非连续线性啁啾系数的全息相位掩模板,易于制作,成本低,重复性好。通过改变相应的光纤光栅参数,可以实现不同信道宽度的,性能稳定、可重复性高的光纤滤波器,在高速光通信系统以及光互连中有着非常好的应用前景。     

收发同轴脉冲激光引信在水雾中的后向散射偏振特性

考虑激光引信的探测性能易受大气气溶胶的散射作用和吸收作用的影响,本文基于Mie散射理论,采用Monte Carlo方法模拟了脉冲激光在水雾中的后向散射偏振特性。对1~10μm的19种粒径的水雾进行仿真,获得了典型波长和水雾粒径下激光后向散射的平均偏振对比度。建立了收发同轴脉冲激光在水雾下的后向散射偏振特性实验系统,通过改变超声波加湿器的浓度,得到了5种典型粒径的模拟水雾粒子,并对其进行了实验。研究结果表明:当水雾粒径在1~10μm时,激光后向散射的平均偏振对比度为0.30~0.65,实验结果与仿真结果具有较好的一致性。得到的结果证明了激光后向散射理论模型和Monte Carlo仿真的正确性,为激光引信的抗水雾干扰研究提供了理论支撑。