Fabrication of High Quality Broadband Type IIA Chirped Fiber Bragg Gratings

Chirped fiber Bragg gratings have found many applications in optical communication and sensing systems. High quality filters based on chirped fiber Bragg gratings with reflection bandwidth of 2.6 and 32nm and high reflectivity are demonstrated experimentally with 2 and 4cm long phase masks, respectively. These filters with flat reflection band and high reflectivity are achieved by writing type IIA chirped Bragg gratings.     

均匀光纤布拉格光栅横向受力特性的理论分析

对均匀光纤布拉格光栅(FBG)中间一段横向受力特性在仿真的基础上作了理论和实验研究。采用传输矩阵法分析了光纤布拉格光栅中间一段横向受力时的反射谱变化,并且基于传输矩阵法进行了数学推导。当光纤布拉格光栅中间一段受到横向力时,反射谱的反射峰发生分裂,并且分裂点随受力大小的变化呈线性、周期性的移动。给出了线性表达式,分裂点以11.06 N为周期在光纤布拉格光栅的全波带宽内移动,周期内分裂点波长漂移相对于受力的灵敏度约为带宽与周期的比值,周期大小与受力光栅长度无关。给出了详细的理论分析、仿真结果和实验图谱,实验结果与仿真效果一致。     

一种新的灵敏度可调谐FBG解凋技术

实验研究了一种基于机械微应变引入长周期光纤光栅(LPFG)的灵敏度可调谐的光纤布拉格光栅(FBG)应变传感系统.利用机械线加工技术设计了周期性压力槽,通过螺旋微位移结构定量推进弹簧进而对光纤施加径向压力,写制出谐振峰值可调谐的LPFG.紫外激光写入技术制作的FBG的波长位于LPFG的谐振边带范围内时,利用该LPFG作为透射滤波器实现了一种新的灵敏度可调谐FBG应变传感系统.实验分析了施加在LPFG上的压力由20 N调节至60 N时对FBG施加O～3000με的灵敏度可调谐传感实验结果,FBG传感系统光功率变化率由0.802 nW/με增加到1.204 nW/με.     

相位掩模板接缝相差对光栅时延纹波的影响

电子束刻蚀啁啾相位掩模板采用的是分步啁啾法,而掩模板制造过程中分步之间的接缝误差是啁啾光纤光栅产生时延纹波的一个重要因素。该文以分步步长1 mm,总长度140 mm的相位掩模板为例,理论分析和比较了不同接缝误差对啁啾光纤光栅时延纹波的影响。分析表明,最大相位误差为0.05 rad和0.08 rad时,光栅时延纹波的统计平均分别为14.491 ps和22.38 ps。进行相关试验研究以上相位掩模板写入光栅的时延特性,得出结论与理论分析一致。     

光纤布拉格光栅传感器的温度补偿研究

应力和温度变化引起光纤布拉格光栅(FBG)传感器中心波长漂移的交叉敏感效应制约了光纤布拉格光栅传感器的实用化。在简介光纤布拉格光栅传感器工作原理的基础上,综述了近年来国内外在该领域实现温度补偿的相关技术和消除或减弱传感器温度敏感的方法,阐述了光纤布拉格光栅传感器温度补偿的原理,并分析了每种方法的特点,探讨了光纤布拉格光栅传感器应用中存在的问题。     

一种复合式光纤光栅高压传感器的特性研究

提出了一种采用合金材料封装的耐高压光纤布拉格光栅(FBG)压力传感结构,从理论分析了FBG压力传感器的传感机理,实现了压强的0～20 MPa检测。对实验数据进行曲线拟合处理,线性拟合度达到了0.9996,压强响应灵敏度为12.1 pm/MPa,迟滞误差仅有0.185%,重复性误差也仅为0.020%。可实现温度补偿,并达到压力温度的同时区分测量。     

涂覆层参数对FBG温度灵敏度的影响

分析了涂覆层的物理参数对光纤光栅（FBG）温度灵敏度的影响,数值分析结果表明,大涂覆厚度、高弹性模量、高泊松比、高线膨胀系数有助于提高FBG的温度灵敏度。FBG温度灵敏度的饱和值主要取决于涂覆层的弹性模量和泊松比,因此不能单纯依靠选取大弹性模量或泊松比的涂覆来提高温度灵敏度,还须综合考虑弹性模量和泊松比对温度灵敏度的影响,以确定两参数的最佳值。     

相位误差对光栅磁场传感器性能影响分析

基于偏振效应的光纤光栅磁场传感方案,具有对温度和应力等因素不敏感的特点.在利用相位掩模法进行光栅制作时会产生随机相位误差、线性啁啾和非线性啁啾等相位误差,通过建立数学模型,对不同相位误差对该传感方案性能的影响进行仿真分析.结果表明,相位误差没有改变PDL峰值与磁场的线性关系,但对传感系统的精确度和灵敏度产生影响.     

DBR几何特性对其反射率和DBR激光器线宽的影响

对DBR几何参量不同的InGaAs-GaAs-AlGaAs DBR半导体激光器样品的输出线宽进行了测量和分析.样品激光器DBR光栅取不同的长度和蚀刻深度以考察其几何特性对耦合系数、反射率以及输出线宽的影响.线宽通过自差频测量系统测量得到.对实验结果与理论计算结果进行了对比.对测得的光学特性参数与几何特性参数之间的联系进行了分析.在此基础上讨论了DBR几何特性对激光器输出线宽的影响.研究结果为该类型DBR半导体激光器的制造提供了有用的信息.     

多参量和多功能型光纤光栅传感技术

介绍了多参量和多功能型光纤光栅传感技术的原理、发展历史和现状,重点介绍了利用基于光纤光栅的一个传感头同时测量多个参量的技术.详细分析了利用一个光纤光栅传感头同时测量温度和应变的原理和技术,对多参量传感中的传感头结构进行了总结和分类,提出并分析了新的多功能型光纤光栅多参量传感系统.