基于光纤F-P干涉波长的溶液浓度测量系统研究

为了消除光源强度波动对测量结果的影响，根据溶液浓度与其折射率的关系和光纤法布里珀罗(F—P)干涉仪透射光谱中心波长与干涉仪腔内介质折射率之间的关系，利用其透射光谱的中心波长进行透明溶液浓度的精确测量，开发出测量实验系统。采用可调光学滤波器对传感信号进行采集。对浓度为5％～80％的酒精进行了实际测量实验，浓度最大测量偏差为0．003％。该系统具有如下特点：1)与CCD测量技术相比，采用法布里-珀罗干涉系统透射光谱的波长信号进行溶液浓度测量，可实现连续大范围、高精度测量；2)消除了光源波动对测量结果的影响，可实现连续高精度测量，且测量范围宽；3)直接利用光电探测器PIN进行传感信号的检测，使系统计算简单；4)便于实现分布式遥测系统；5)直接拟合出F—P干涉波长与溶液浓度之间的关系，使其更适合于工程实际的应用。     

光纤智能结构中Bragg光栅的DWDM检测

光纤Bragg光栅传感器以其优越的性能是最有希望应用于光纤智能结构中的传感器。基于DWDM原理与技术提出了在光纤智能结构的应用中检测光栅波长位移的DWDM方法，进行了实验研究和相关讨论，实验表明在较大范围内波长位移与轴向应变呈线性．为光纤光栅智能结构的实用化推广打下基础．     

基于F-P腔的光纤光栅传感器波长移位量的检测

对构成法布里-珀罗腔(F-P腔)的光纤布喇格光栅的传输特性进行了分析,推导了F-P腔的光强透射率和反射率的解析表达式。将F-P腔内一个光纤布拉格光栅的背面贴一压电陶瓷,通过给压电陶瓷施加扫描电压使透过F-P腔的光的波长发生改变。光纤光栅受应力、应变及温度的影响时,其反射波长要发生相应变化,当探测器探测到最大光强时,根据给压电陶瓷施加的电压变化量就可确定布喇格光栅反射波长的移位量,测量精度可达到0.01 nm。     

红外光纤零色散波长的测量和计算

微机通过接口电路自动控制红外光栅单色仪,对光纤材料进行零色散波长的精确测量。     

基于多孔光纤的参量波长变换

通过改变多孔光纤中的芯区面积、空气孔的直径和分布．可以灵活地设计其导波特性。利用耦合波方程分析了参量波长变换的基本原理．讨论了信号波长固定情况下相位失配和抽运波长之间的关系。对基于多孔光纤的参量波长变换的转换效率进行了数值模拟．并和实验测量的数据进行了比较．结果表明它们的结果相一致。采用15m长的多孔光纤可以获得约10nm的3dB调谐带宽．最大转换效率约为-16dB．并且采用较低色散斜率值的多孔光纤可以进一步增大调谐范围。因此．利用多孔光纤可以实现紧凑的波长变换器。     

基于高非线性光纤四波混频的全光纤波长变换

对光纤四波混频(FWM)效应的相位匹配条件进行了分析，并针对两种利用光纤FWM进行波长变换的具体方案进行了讨论，指出利用高非线性光纤的FWM是一种简单可行的波长变换技术，并对此项技术目前存在的难点问题进行了探讨。     

基于啁啾光纤光栅的波长可调谐带通滤波器

通过对长度4 cm带宽为35 nm的啁啾光纤光栅(CFG)施加横向的局部应力,啁啾光纤光栅的反射阻带中会形成一个或者若干个窄的透射窗口.窗口的位置随着施加应力的位置不同而变化,窗口的深度随着施加压力的大小和区域面积而变化,可以制作出波长可调谐的带通滤波器.3 dB带通宽度为0.2 nm,最小分辨率为0.4 nm.建立了压力造成相移的物理模型,并用分段均匀的方法对啁啾光纤反射谱的改变进行数值模拟,得到了不同受力长度以及不同受力间隔的啁啾光栅反射谱.实验数据与数值模拟的结果相吻合.     

基于光纤耦合相干的激光波长识别技术

探索了一种基于光纤干涉仪的激光波长识别方法.阐述了光纤型波长识别系统功能模块组成、主要原理和移相器的设计,建立了系统数学模型和仿真软件,并进行了计算机仿真实验、相干特性探测试验以及系统数学模型验证试验.研究表明,该方法可用于探测激光波长,并且可有效降低非相干光的影响。     

A Fiber Routing Problem in Designing Optical Transport Networks with Wavelength Division Multiplexed Systems

In this paper, we consider a fiber routing problem arising from the design of optical transport networks. The problem is to find an optimal routing of multiple rings and an optimal location of wavelength division multiplexed (WDM) systems for carrying demand traffic. This problem can be conceptualized as a Steiner (multiple) ring problem with link capacity constraints. We formulate the problem as a mixed-integer programming model and develop a new branch-and-cut procedure along with preprocessing routines and valid inequalities for optimally solving the problem. Exploiting the inherent special structures of the formulation, we focus on developing strong valid inequalities and devising an effective Tabu search heuristic for solving large-scale problems. Computational results indicate that preprocessing rules and valid inequalities provide a tight lower bound, and in turn reduce the effort required to solve the problem within the framework of the branch-and-cut procedure. Moreover, the proposed Tabu search heuristic works quite well for solving large-scale problems. Motivated by promising computational results, we provide insights into implementing the proposed branch-and-cut procedure for deploying fiber optic networks in practice.     

光纤光栅传感应用中波长位移量检测的DWDM方法

基于光纤通信系统中 DWDM原理与技术 ,提出了一种在光纤光栅传感系统中检测光栅波长偏移量的 DWDM方法 ,这是一种测量波长偏移量的新方法。给出了光栅 Bragg波长偏移量 ΔλB与轴向应变 εz和环境温度变化量 ΔT之间的相互关系曲线 ,也给出了 DWDM波长间隔 Δλ与轴向应变 εz和温度变化 ΔT分辨率之间的相互关系曲线 ,并进行了相关讨论     

基于波分复用器的光纤光栅振动传感器阵列

研究了一种用光纤光栅测量动态应变的阵列传感技术。在用基于3×3耦合器的非平衡光纤马赫-曾德尔干涉仪解调光纤光栅波长变化基础上,提出了通过波分复用器(WDM)来实现多个光纤光栅振动传感器的复用,测试了波分复用器对通道交叉干扰的影响,并同时测得了串联的3只光纤光栅的振动信号。讨论了使用这一技术时,工作环境和光源光强的变化对测量没有显著影响以及该技术可以用于高频信号的测量原因。该技术优点在于测量频率高、灵敏度高,不受光源光强度的影响,还可以获得不同测量点之间的相位关系。     

基于干涉法的光纤光栅波长移位解调方案

光纤光栅波长位移的解调是实现传感系统的关键技术。分类阐述了基于干涉法的光纤光栅波长移传的解词方案,分析了各个方案的解调机理和特点。     

基于环型腔掺Er光纤激光器的FBG传感系统

提出并实验了一种基于可调谐环型腔掺Er光纤激光器的光纤光栅（FBG）传感解调系统。传感FBG与受一维调节器调节控制的匹配FBG共同构成环型腔掺Er光纤激光器的窄带滤波器。一维调节器与步进电机相连,步进电机由PC通过可编程逻辑控制器（PLC）进行控制,一维调节器通过调节匹配FBG的周期以匹配传感FBG的周期从而滤除激光的输出,由激光的输出特性来判断2个FBG周期的匹配性并完成对传感FBG周期的测量。调节器控制系统、激光信号检测电路与数据处理模块共同完成传感信号的解调。实验测得,在4．04nm范围内,系统的波长探测精度为0．02nm。     

基于M-Z滤波的波长可调谐掺铒光纤随机激光器

提出了一种基于M-Z结构的可调谐掺铒光纤随机激光器,并对随机激光输出过程、随机激光的波长可调谐输出以及随机激光的稳定性进行了实验研究。通过采用光纤熔接手段将两个2×2光纤耦合器进行熔接,构成全光纤M-Z滤波结构。实验结果表明,激光器的阈值功率为120mW,调整可调谐衰减器改变增益损耗,实现波长可调谐输出,其中单波长输出分别为1554.4,1555.2和1556.3nm,信噪比达到31.65dB;双波长输出分别为1525.9,1556.2和1531.6,1556.2nm,信噪比优于21.92dB;三波长输出分别为1527.4,1546.9,1551.6和1526.9,1530.0,1549.8nm,信噪比优于20.10dB;四波长输出为1525.9,1530.1,1547.9和1552.3nm,信噪比优于18.95dB;其中单波长和双波长的功率波动分别优于1.65和1.99dB;激光器斜率效率为0.627%。     

基于碲基光纤的可调谐拉曼波长转换研究

通过采用可调谐激光器作为输入光源,提出一种基于碲基光纤的可调谐拉曼波长转换器,其改善了普通波长转换器若想实现一段带宽范围内的波长转换需要多个连续探测激光器的缺陷.基于受激拉曼散射效应建立理论模型,通过理论模型计算可调谐范围,并对其进行仿真验证,同时分析了可调谐范围的影响因素.结果表明,所设计的波长转换器可达到73 nm的可调谐范围,通过仿真得出的可调谐范围与理论分析基本一致,证明了此方案的可行性.     

Design and Realization of Uniform Fiber Bragg Grating Used in Dense Wavelength Division Multiplexing Systems

Relation of optical properties in a uniform fiber Bragg grating(FBG) with its grating parameters and the laser beam engraving conditions is analyzed.The principle and metod for designing the uniform FBTG used in dense wavelength divison multiplexing (DWDM) system is given,By adopting the double exposure technique,with a univform phase mask and Gaussian laser beam,the uniform FBG used in DWDM system is designed and engraved,whose bandwidth of the main relection band is about 0.4 nm and 0.7 nm at -5dB and-25dB respecively.     

光子集成技术在波分多路系统的应用

本文介绍光子学的一种新趋向，即光子集成（ＰＩＣ）技术在波分多路（ＷＤＭ）光纤通信系统应用的初步尝试。在说明ＷＤＭ系统在高速光纤通信网的重要性和ＰＩＣ技术在ＷＤＭ系统应用的必要性之后，本文列举Ｂｅｌｌｃａｒｅ最近研制ＰＩＣ／ＷＤＭ取得初步成功的两个例子：一是多路光载波的ＭＱＷ／ＤＦＢ激光管阵列，用于ＷＤＭ发送机；二是ＩｎＰ平面反射光栅合波／分波器，有助于ＷＤＭ网中各种功能器件的集成。     

波长可调谐光纤激光器

已成功研制了一台大功率宽调谐范围光纤激光器,利用主动锁模技术实现了光纤激光器的稳定脉冲输出。实验中调节偏振控制器到合适位置和调制器偏压为3．8V时,获得了平均输出功率2．160mW,重复率9．970754GHz,中心波长为1561．200nm的锁模脉冲输出,输出脉冲中心波长在1528．015-1571．330nm之间连续可调。     

Shear Strain Influence on Fiber Bragg Grating Measurement Systems

Fiber Bragg grating (FBG) sensors have become commercially available sensors for the measurement of temperature, strain, and many other quantities. One interesting application is the embedding of these sensors, during which shear strains can arise inside the sensor. As we have recently demonstrated by a full-tensor coupled-mode analysis, shear strains do influence the spectral response of fiber Bragg sensors, and thus have to be considered. In this paper, we use the theory behind this analysis to compute the direct influence of shear strains on the output of a FBG measurement system, and show cases where shear strain effects are relevant. Furthermore, we compare the sensitivity of different interrogation algorithms toward shear strain influences on the measurement system output. To model the experimentally relevant unpolarized light sources, we derive a model using the monochromatic waves of coupled-mode theory. We apply the unpolarized light to the FBG shear strain problem and show that for unpolarized light, shear strain has to be taken into account as well. We find absolute measurement errors in the range of 100 pm. For typical normal strain measurements, this would be of an order of 10% of relative error.     

基于图像处理的光纤测量方法研究

为研究光纤显微图像,将计算机数字图像处理技术引入到光纤形态分析中。首先将光纤端面经显微光学系统成像,由CCD摄像头接收,并通过图像采集卡传至计算机;然后对光纤的数字图像进行处理,其中包括对比度增强、图像的滤波、图像的二值化、图像分割等;最后通过严格的计算,得到光纤的各种参数。此系统的软件用C Builder5语言写成。程序中采用了Parodax数据库及BDE技术,并提供了结果报表和二、三维图像显示。