胆甾相液晶的光学特性

基于胆甾相液晶的特殊分子结构，综合阐述了胆甾相液晶的旋光性、选择性光散射和偏振光二色性等光学特性，揭示了它的光学特性主要源于它螺旋状的分子结构及其光学各相异性。     

波分复用系统中的交错复用器(Interleaver)技术

鉴于波分复用技术已成为光纤通信的发展方向，介绍几种新型的交错复用器的原理、结构等情况，对各种器件进行了比较。     

取样光栅周期中等效啁啾的实验研究

在Moire取样Bragg光纤光栅（SBG）的理论基础上，首次通过用相位模板旋转和2次曝光的方法，得出了带有取样啁啾的SBG的各个Fourier级数的等效啁啾率。实验数据和理论值的误差小于9%。     

光纤Bragg光栅监测钢筋混凝土结构应变的实验研究

研究了光纤Bragg光栅在钢筋混凝土结构应变监测中的应用。对其应变、温度灵敏系数进行标定,将其埋设在钢筋混凝土梁内,实现对结构内部应变的监测,并对其工作状态做出评价。实验结果与理论值、传统监测手段监测结果一致。研制出一种钢管封装Bragg光栅温度传感器监测温度,对光纤Bragg光栅的应变与温度的同时测量进行了研究。     

光纤光栅最佳切趾函数的研究

采用耦合模理论，给出了用传输矩阵法计算光纤Bragg光栅（FBG）特性的方法，进而得到了在不同切趾函数形式下的FBG反射谱的数值解。通过理论分析，给出了最佳切趾函数反射谱和群时延特性曲线。     

时分复用光纤光栅传感阵列中DFB激光器的高精度温控设计

针对时分复用光纤光栅(TDM-FBG)传感阵列中使用的分布反馈(DFB)激光器高波长稳定度的要求,设计了一个高精度的DFB温控方案,包括温度测量与设定、热敏电阻线性化、PID补偿回路、H桥驱动、温度电压采集与显示等。使用DFB内置的热敏电阻和半导体制冷器(TEC)对温控电路进行了测试,其精度在180s内达到±0.04℃,温控后激光器温度变化引起的应变测量误差为±3.4με左右,满足TDM-FBG传感阵列的要求。     

基于光纤布拉格光栅的微波光子信号处理

由于有效利用了光子技术的优点,微波光子技术克服了传统微波系统中的一些瓶颈,从而提高已有系统性能,甚至开发出了全新的系统应用。很多光子器件已经被用在微波光子系统中,光纤布拉格光栅（Fiber Bragg grating, FBG）就是其中一种非常重要的全光纤器件。由于具有灵活的频谱响应特性、损耗低、质量轻、结构紧凑、以及与其他光纤器件耦合性好等独特的优势,光纤布拉格光栅已经成为了微波光子信号处理系统中的关键组件之一。本文主要介绍了近年来光纤布拉格光栅在微波光子信号处理应用中的最新进展,重点讨论的主要应用包括微波光子滤波器,微波任意波形产生,微波频谱感知以及光纤光栅传感器实时解调。最后,本文还讨论了在微波光子系统中应用光纤布拉格光栅的局限性及可能的解决方案。     

光纤FBG高压传感器的优化设计与实验研究

基于对FBG传感器薄壁圆筒材料和结构的优化设计,制作了FBG高压传感器,在0～50MPa压力范围,进行了加压和减压高压实验,实验结果表明:FBG的压力灵敏度为0.0374nm/MPa,其中心波长与压力变化有着良好的线性关系和重复性,且迟滞性好。模拟结果与实验结果很好吻合。     

单光纤光栅对温度与应变的同步测量

提出了一种采用单光纤布拉格光栅(FBG)进行温度与应变同步测量的新颖设计。一根FBG被分成等长的两部分,用环氧胶水涂敷在其中一部分的表面,再套上金属套管,此时可以看成具有不同的布拉格波长的2个FBG,利用它们之间不同的杨氏模量和热膨胀系数,应变和温度能够同步测量。实验结果表明,在2700με和75℃的测量范围内,可以达到约6.1με和1.0℃的应变和温度精确度,误差主要来源于光谱仪分辨率的限制和FBG其中一部分的胶水涂抹不够均匀,通过使用高分辨率的解调仪和提高胶水涂抹工艺可得到更高的测量精确度。     

DBR光纤激光器拍频传感及其组网技术研究

研究了基于单纵模分布Bragg反射(DBR)光纤激光器的拍频解调传感技术,并对其组网技术进行了探讨。由于光纤本身的固有双折射,DBR光纤激光器能够产生两种正交偏振模式的激光,而这两种偏振模式的频率差拍会在射频域形成对温度变化极为敏感的拍频(beatfrequency)。实验结果表明:在20～100℃的温度范围内,激光器拍频随温度的增加呈线性减小,其线性拟合度高达0.99981,拍频灵敏度为0.51063MHz/℃。这种偏振式光纤激光器具有高输出功率、高信噪比、低解调成本和窄输出线宽等特点,有助于构建大规模的光纤有源传感网络。参考近年关于光纤传感网络的报道,提出一种有源光纤环形传感网络的构想。