飞秒激光直写磁光玻璃波导研究

用飞秒激光在硼铝硅酸盐类磁光玻璃中直写光波导 。对比了 飞秒激光在TG20和TG28两种Tb³⁺浓度不同的硼铝硅酸盐玻璃中的磁光波导的效果 ,并研究 了飞秒激光脉冲的能量和偏振对波导的模式以及Verdet常数的影响。实验结果表明,圆偏振 光具有更低的 阈值能量,且诱导的折射率增量高于同功率的线偏振光,首次在实验上证明飞秒直写加工硼 铝硅酸盐磁光 玻璃时,折射率的改变主要源于离子键的三或四光子吸收过程。磁光系数测量表明, 飞秒激光的功 率与偏振对TG28中波导Verdet常数的影响较弱,Verdet常数损失量小于体材料的15%,而在TG20中 却可以达到70%。实验结果表明,TG28比TG20更适用于飞秒激光加工 磁光微结构,即通过对 磁光玻璃中掺杂离子浓度的选择,可以实现高磁光系数、高折射率调制的光学微结构的制备 。     

磁光法拉第和克尔效应原理及其测量

介绍了磁光法拉第效应、克尔效应原理及有关的测量方法。     

磁光调制实验研究

法拉第在研究电磁和光学的实验现象时,发现了一种现象:当一束平面偏振光穿过某一介质时,如果在此介质中外加磁场的方向平行于光的方向,就会发现光的振动方向经过该介质后偏振方向转过一个角度,这种现象被称作法拉第效应。本文即通过实验采用控制变量的方法,找出光的偏振方向发生改变的原因,从而验证理论。     

任意形状光波导中导模的数值分析

本文综述作者研究任意形状光波导中导模数值分析的一些主要结果，并对Ｇｏｅｌｌ方法、二维Ｆｏｕｒｉｅｒ分析法和Ｈｅｒｍｉｔｅ－Ｇａｕｓｓ展开法作了比较。     

梯形截面介质光波导的模方程

本文简化了有效折射率法和WKB法对梯形截面介质光波导传输特性的分析过程,给出了计算E_(mn)~X模有效折射率的近似模方程,并用数值计算结果和实验结果检验了该模方程的精度。     

法拉第手征圆波导电中混合模的传输特性

本文研究了法拉第手征圆波导中混合模的传输特性，而在这种双各向异性复杂导波结构中，传输模的横向场分量仍可以用纵向场分量来表示，用Ｍｕｅｌｌｅｒ求根法分析了不同阶混合模的色散和衰减特征，以及不同本构参数对混合模传播特性的影响。     

法拉第手征圆波导中混合模的传输特性

本文研究了法拉第手征圆波导中混合模的传输特性，而在这种双各向异性复杂导波结构中，传输模的横向场分量仍可以用纵向场分量来表示，用Ｍｅｌｌｅｒ求根法分析了不同阶混合模的色散和衰减特征，以及不同本构参数对混合模传播特性的影响。     

集成光学用单模磁光波导薄膜

采用双层（ＢｉＡｌ）ＹＩＧ膜结构来制作单模磁光波导。通过改变外延生长工艺来调节两层薄膜的折射率，可在一定波导的厚度范围内实现单模传输。Ｘ射线衍射测量表明薄膜质量良好，且易磁化方向平行膜面，最后利用棱镜耦合，观察了波导中的暗ｍ线。     

高斯光束-光波导的耦合

本文研究了 Si基 Si O2 光波导与高斯光束之间的耦合。用有效折射率法计算了波导 TE模基模的分布 ;实验测试了与光斑直径小于 10 μm的高斯光束的耦合位置允许误差。结果表明归一化耦合比在5 0 %以上时 ,x- y方向的位置误差应该在± 5μm内 ,z方向位置误差在± 2 0 0μm。     

锥形光波导耦合特性研究

基于耦合模理论,数值仿真了两种耦合结构(FW和WF)下的耦合损耗随锥形光波导芯层尺寸的变换规律;进一步分析了两种耦合结构下锥形光波导端面粗糙度对其模式耦合损耗特性的影响,表明不同模式其端面散射损耗不同;实验结果表明,锥形光波导的输入端芯层尺寸、输出端芯层尺寸及光波导长度,对FW结构下的耦合损耗影响较小,对WF结构下的耦合损耗影响较大。     

一种新结构的全光纤电流传感器

光纤的固有双折射是影响全光纤电流传感器精度的主要原因,它除了与光纤本身有关外,还与工作的环境温度、振动等有关,如何消除双折射是光纤电流传感器研究的关键问题。提出了一种双光源双输出的全光纤电流传感器新结构,它不需要两路参数严格对称,同时减小了振动和温度变化引起的双折射的影响。实验表明,该结构的传感器在20g的振动强度下,测量结果的线性度在±0.5%以内;同时,在电流为50A,温度从-20℃~50℃变化时,其输出信号的线性度在±2%以内。     

无源光纤脉冲磁场传感器的研制

研制了一种利用BiCaVIG晶体的磁光式光纤磁场传感器,并给出了传感头的基本结构。实测结果表明,在非线性小于±5%时传感器的线性动态范围优于70dB,噪声等效磁感应强度为1.5μT,传感器可用于脉冲弱磁场的测量。采用频谱分析的方法,测出了一种BiCaVIG晶体的法拉第效应动态响应特性,其-3dB频带宽度约为DC～200kHz。     

高精确度光纤磁场传感器的研究

分析了基于法拉第效应的高精度光纤磁场传感器的理论基础和偏振结构 ,选择了灵敏度高、动态范围大的磁光晶体 ,并采用计算机模拟技术优化设计和评估性能 ,在 2GHz的频率范围内 ,实验结果与计算机模拟结果是一致的     

Sagnac式全光纤电流传感器实验研究

为了实现输电线路上的电流的监测,开发出了一种全光纤电流传感器（FOCS）。该传感器基于法拉第效应和Sagnac效应这两种原理,可以准确测量出电流的大小。创新性的利用锯齿形波进行信号调制,并且对电流在40A到140A的范围内进行测量,实验数据与实际电流基本相符。     

A Passive Optical Fiber Current Sensor Based on YIG

A research on passive optical fiber current sensor based on magneto-optical crystal and a new design of light path of the sensor head are presented. Both methods of dual-channel optical detection of the polarization state of the output light and signal processing are proposed. Signal processing can obtain the linear output of the current measurement of the wire more conveniently. Theoretical analysis on the magnetooptical fiber current sensor is given, followed by experiments. After that, further analysis is made according to the results, which leads to clarifying the exiting problems and their placements.     

关于光纤传感器测弱磁场的最高分辨率问题

本文根据实测的数据,采用较严格的分析方法,详细讨论了光纤传感器测弱磁场可达到的最高分辨率问题。     

光源与纤端光场

本讲简述了光纤传感系统中的光源，建立了光纤端光场分布函数，讨论了光源及其与光纤耦合条件对纤端光场分布的影响，最后，介绍了纤端光场的测试方法。     

磁光光纤大电流传感器

研制的磁光光纤大电流传感器在1～8kA测量范围内具有±0.5％的线性和±0.5％的重复性。该传感器能耐压300kV以上。方形闭环结构是实用化的电流传感头。     

Magneto-Optic Fiber Bragg Gratings with Application to High-Resolution Magnetic Field Sensors

Magneto-optic fiber Bragg gratings （MFBG） based on magneto-optic materials have a lot of potential applications for sensing and optical signal processing. The transmission and reflection spectra of guided optical waves in the MFBG are investigated. According to the sensitivity of MFBG spectral lines to the magneto-optic coupling intensity varying with applied magnetic field, a novel magnetic field sensor of high-resolution up to 0.01 nm/（kA/m） is predicted.     

低成本、低损耗长波长光环行器设计

本文采用天然方解石分离出两束偏振方向互相垂直的线偏光,分别经过YIG45°法拉第旋转器,再经过45°天然旋光片,设计出一种光环行器。该器件比国外利用 Glan 棱镜只分出一束线偏光或使用人造双折射晶体制作的光环行器,具有损耗低、成本低等优点。本文设计了结构相似,分别适用于1.3μm 和1.55μm 波长的两种器件。