金属化光纤光栅的温度调谐

报道了对光纤光栅进行金属化 ,利用金属层的电热效应对光纤光栅进行温度调谐的方法。这种调谐方法具有结构简单、使用方便、体积小、调谐速度快、易于与电子线路集成等优点。当调谐电流从 0mA增加到 180mA时 ,光纤光栅的布拉格波长从 15 5 3 14nm增加到了 15 5 5 4 8nm ,移动了 2 34nm。调谐上升时间约为 2 0ms。对实验结果作了分析讨论     

光纤光栅金属化工艺及特性研究

以石英光纤光栅为基体材料,采用化学镀镍和电镀铜相结合的工艺制备金属化光纤光栅。采用胶体钯活化法进行光纤光栅的活化处理,通过研究预处理粗化时间、活化时间与活化温度关键参数等对镍磷合金镀层结合强度和连续性等性能的影响,确定了最佳工艺条件:室温下粗化时间2~10 min,活化温度30~40℃,活化时间20 min,在石英光纤表面得到了连续、致密、均匀、光亮和附着力强的镍镀底层。采用电镀法在镀镍光纤光栅上继续镀铜,得到了具有高附着力、低电阻和良好焊接性能的金属化光纤光栅。对镀铜光纤进行温度性能测试,发现镀铜处理后的光纤光栅温度灵敏系数是普通光纤光栅的1.7倍。     

可实现温度降敏的金属化光纤布拉格光栅

针对光纤布拉格光栅(FBG)传感器用于精确测量应力/应变场合时需屏蔽或补偿其温度灵敏性,本文在FBG化学镀Ni保护的基础上加入ZrO2微粒,形成Ni-ZrO2化学复合镀层,既具有金属镀层的保护作用,同时又实现了FBG的温度降敏。经元素分类扫描(EDS)测试,Zr元素的质量含量为30.12%,Ni元素的质量含量为67.87%;经扫描电镜(SEM)检测,复合镀层与FBG传感器结合紧密。对两支Ni-ZrO2化学复合镀保护的FBG传感器进行了多次30～90℃的温度传感实验,相比于化学镀Ni的FBG,其温度灵敏系数平均下降了34.59%。这表明,经Ni-ZrO2化学复合镀保护的FBG传感器具有温度降敏的特性。     

金属化光纤光栅高温失效及其光谱特性

光纤光栅(FBG)作为温度传感器在智能结构领域得到广泛关注,然而将其埋入金属基体的方法大多是焊接方法。由于焊接过程经历高温,对FBG传感特性将产生一定不良影响。为提高FBG在高温工况下的应用,采用化学镀结合电镀的方法,对FBG进行了镀铜、镀镍金属化试验。采用高温加热炉对金属化FBG进行了短时间高温失效试验,分析了300~900℃区间内金属化FBG的温度灵敏度、光谱特性以及功率衰减规律。结果表明:在300~800℃温度区间,镀铜、镀镍的FBG以及裸光栅的平均温度灵敏度分别为15.35 pm/℃、16.34 pm/℃、16.1 pm/℃;金属化FBG的失效温度约为900℃,与裸光栅相比提高了约100℃;获得了金属化FBG失效过程的光谱及反射峰功率衰减情况。     

保偏光纤长周期光栅特性的研究

报道了写于熊猫光纤上的长周期光栅特性的实验研究结果。测得了对应于熊猫光纤两个轴的长周期光栅谐振峰的温度和应变响应系数。结果表明，在所研究的温度和应变测量范围内，温度和应变响应曲线具有良好的线性。快、慢轴谐振峰的温度响应系数及应变响应系数具有相反的符号。还研究了该熊猫光纤长周期光栅的金属化特性，结果表明，在所测量的范围内，谐振峰的波长随所加的功率线性增加，而谐振峰损耗量的变化小于0．3dB。基于平板波导耦合理论，对实验中观察到的现象给出了定性的解释。     

光纤光栅调谐特性的实验研究和分析

对光纤光栅的调谐特性进行了简单的理论分析和具体的实验研究，利用徽位移器(精度0．1μm)对光纤光栅进行纵向拉伸实验，实验中采用了先进的高分辨率光谱仪(分辨率为0．004nm)进行测试，实现了高精度的机械调谐和测试。实验结果比较理想，验证了理论分析的结果，两根光纤光栅分别实现调谐范围6．320nm和5．762nm，光纤光栅每拉伸约0．117％，Bragg波长位移1nm。同时发现，调谐前后的中心Bragg波长、反射率、透射谱几乎不变。     

光纤光栅保护增敏及光纤智能金属结构研究现状

从光纤光栅传感器传感原理出发,分析了波长漂移的影响因素,对光纤光栅增敏及封装保护现状进行了系统总结,指出了其中存在的不足和发展方向及应用前景.对光纤智能结构和智能金属结构的特点及应用情况进行了系统综述,分析了研究中存在的问题及应用前景.     

金属化封装光纤光栅传感器超低温特性研究

传统胶封光纤光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器的胶黏剂在超低温环境中存在着板结、与基体间热失配等问题。针对胶封光纤光栅传感器在超低温条件下进行测量的局限性,本文设计一种全金属化封装结构,并采用超声焊接的方法将光纤光栅封装固定于特种铝合金基底表面。在-160～0 ℃环境下,对两支FBG温度传感器的超低温传感特性进行了实验测试。结果表明,该封装形式的FBG传感器的线性度较好,相关系数均在0.99以上。它们的温度灵敏度系数在线性变化区间平均值分别为27.88 pm/℃和26.17 pm/℃,分别是封装前裸光纤光栅的2.75倍和2.58倍左右,提高了温度灵敏度。此金属化封装的FBG温度传感器的工艺简单,易于实现,可用于超低温恶劣环境下的温度测量。     

利用均匀光纤光栅模拟长距离光纤的理论和实验研究

报道了采用均匀光纤光栅模拟长距离光纤的色散的实验研究情况，同时给出了相应的理论分析。这一方案在光纤通信系统的测试中具有较好的应用前景，它可以省去长距离的光纤，而且色散量可调，便于对色散的影响作详细的研究。     

基于光纤Bragg光栅的光纤激光器实验研究

利用熔接在掺Yb^3＋双包层光纤两端的光纤Bragg光栅作为光纤激光器的谐振腔．用中心波长为976nm的半导体激光器（LD）为泵浦源,对D型内包层掺Yb^3＋双包层光纤进行泵浦,实现了25W的单模激光输出,输出波长为1085．6nm,峰值半宽（FWHM）为0．3nm,以及总体68％光-光转换效率。     

光纤光栅温度灵敏度系数研究

用实验方法得到了裸光栅的平均温度灵敏度系数～8.508×10-6/℃和每度波长漂移量Δλc～0.0132 nm/℃.进而对实验数据的分析计算发现:光纤光栅(FBG)的温度灵敏度系数并不是常数,而是随测量温度的增大而缓慢增大,反映了FBG的力学参数是随温度发生变化的.     

Characteristics of Bragg Gratings in All-Solid Photonic Bandgap Fiber

We report on fiber Bragg gratings in all-solid photonie bandgap fiber that was composed of a triangular array of high-index Ge-doped rods in pure silica background with fluorine-doped index-depressed layer surrounding the Ge-doped rod. Fiber Bragg gratings were photowritten with 193 nm ArF excimer laser and characterized for their response to strain, temperature, bending, and torsion. These gratings couple light from the forward core mode to not only backward core mode but also backward rod modes. This results in multiple resonance peaks in the reflection spectrum. All resonance wavelengths exhibited the same temperature and strain response with coefficient similar to that of Bragg gratings in standard single-mode fiber. The strength of the resonance peaks corresponding to the backward rod modes showed high sensitivity to bending and torsion.     

光纤布拉格光栅温度和应变交叉灵敏度的实验研究

测量了光纤布拉格光栅(FBG)在-150～550℃范围内中心反射波长对应变的依赖关系,得到了光栅的温度和应变交叉灵敏度系数。结果表明,不论是在低温环境还是高温环境,当光纤所受张力小于6000με时,波长变化与应变大小呈线性关系;光栅的应变灵敏度系数和交叉灵敏度系数是温度的函数,温度越低,应变灵敏度系数越大,交叉影响越显著。     

重叠写入啁啾光纤光栅型滤波器的研究进展

高性能的波分复用器是密集波分复用系统的核心器件之一,重叠写入啁啾光纤光栅型带通滤波器充分发挥了光纤光栅优良的波长选择特点,是一种低成本的新型全光纤波分复用器件.综合评述了各种不同结构的重叠写入啁啾光纤光栅型滤波器的工作原理、基本特点及其应用.     

Birefringent Bragg Gratings in Highly-Nonlinear Photonic Crystal Fiber

Efficient writing of Bragg gratings in 12-ring highly-nonlinear photonie crystal fibers is described. Experimental and numerical investigations are performed to reveal the optimum angle for coupling UV writing light to the core. Furthermore, we show that the formation of a strongly briefringent grating is at a particular angle of orientation.     

取样布喇格光纤光栅的谐振方程

利用傅里叶变换和耦合模理论得到了取样布拉格光纤光栅的谐振方程,确定了其多谐振峰的位置.这一方程与光栅的周期和取样周期有关,它们共同确定了各反射峰的中心波长,与取样时的占空比、光栅长度和耦合系数没有关系.将谐振方程确定的谐振峰位置和传输矩阵得到的结果进行了比较,二者是一致的.利用谐振方程可以方便地得到取样布拉格光纤光栅的反射峰间隔.本文的结论对研究、设计和制作取样布拉格光纤光栅具有参考意义.     

Bragg光纤光栅的非线性开关特性研究

从耦合模理论出发,通过单独改变入射波中心波长、光纤光栅长度及耦合系数,数值研究了光纤光栅双稳态开关特性,给出了输入输出特性与这些参数的单一依赖关系曲线,得出一些有意义的结论.在此基础上,对如何减小非线性开关阈值进行了总结和探讨,并提出运用稀土掺杂光纤光栅与F-P腔相结合的结构来降低光开关阈值.     

变迹光纤光栅中布拉格孤子相互作用特性的数值研究

在耦合模理论基础上,运用有限差分法分别数值模拟了布拉格孤子在抛物线平方变迹和高斯变迹光纤光栅中的相互作用。结果表明,同振幅孤子对在不同变迹光纤光栅中的相互作用特点都具有一定的规律性。在高斯变迹光纤光栅中,合适选择相对相位和相对振幅等参数可以使两个不同振幅孤子的相互作用表现为排斥作用,而在抛物线平方变迹光纤光栅中两个不同振幅孤子相互作用较复杂。