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。     

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。     

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.     

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.     

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。     

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     

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。     

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.     

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。     

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。     

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LabVIEW光纤光栅波长移位检测系统

LabVIEW是一个高效的图形化程序设计环境,它在测量、测试及工业控制领域已有广泛的应用。介绍了一种基于LabVIEW的光纤光栅波长移位检测系统,依靠虚拟仪器工作平（LabVIEW）,实现了PC机与可调谐激光器之间的通信及数据采集、分析和显示;从而快速、智能化地实现了光纤光栅波长移位检测。实验表明该系统的波长检测灵敏度为0．00965nm/℃,波长分辨率为2pm,波长检测范围不受系统限制,一般可达30nm以上。     

具有多个波长通道的光纤光栅相位编/解码器

光码分多址(OCDMA)技术是实现未来宽带全光接入网的最佳技术之一.提出了一种基于超结构光纤光栅(SSFBG)的光码分多址时域相位编/解码器.编/解码器根据等效相移原理,采用Sinc函数作为采样函数,仅仅利用一块均匀的相位掩模板即实现了多个性能一致的编/解码信道,可以并行对不同波长通道的用户同时进行编/解码,既节省了成本又提高了系统容量.对该编/解码器的结构和性能进行了分析,并进行了计算机仿真.结果表明,对于使用127位Gold序列的编/解码器,各通道自相关峰瓣比(P/W)大于16.3 dB,峰瓣比波动小于0.4 dB,归一化自相关峰值波动小于0.04,各个编码通道取得了与纯相移编/解码器相近的性能,可用于光码分多址/波分复用(WDM)混合系统.     

基于双光纤布拉格光栅的抽运激光器波长锁定器

运用耦合模理论推导了双光纤布拉格光栅(FBG)的透射率和反射率的解析表达式,进一步推导出带双光纤布拉格光栅激光器的增益方程。利用相关表达式讨论双光纤布拉格光栅的反射特性与透射特性,并探究对激光器增益曲线的影响。双光纤布拉格光栅由结构和特性相同的单光纤布拉格光栅构成,通过优化两光纤布拉格光栅之间的距离得到最佳的锁模特性。在工作温度为0℃,20℃,70℃时,分别测量了带双光纤布拉格光栅和单光纤布拉格光栅波长锁定器的非致冷抽运激光器的输出光谱。其结果表明带双光纤布拉格光栅的非致冷抽运激光器输出光谱的稳定性得到了显著改善。在0~70℃温度范围内能稳定工作,波长漂移为0.2 nm,边模抑制比达45 dB,半峰值宽度小于1.57 nm。     

基于波长调制的低双折射光纤拍长测试

提出了一种基于波长调制的低双折射光纤拍长测试方法。测试方法采用波长调制的方式进行拍长测试,应用相位检测技术提高信号精度,采用相位补偿手段保证较高检测灵敏度。测试光路包括放大自发辐射(ASE)光源、法布里-珀罗可调谐滤波器、两个起偏器、待测光纤及相位补偿片。通过对线保偏光纤和普通单模光纤进行重复实验,对测试装置进行了实验验证。本方法结构简单,对器件性能要求不高;对光纤长度及结构无特殊要求,适用范围广;拍长测量范围达到20 m,测试误差小于1%。