基于MZI和取样光栅的可调谐光分插复用器

提出一种基于马赫-曾德尔干涉仪(MZI)和取样光纤布拉格光栅(SFBG)的新型光分插复用器(OADM),它由两个并联马赫-曾德尔干涉仪和四个取样光纤布拉格光栅组成.对该光分插复用器的输出特性进行了理论仿真,研究得出通道间隔为0.8nm时下载和输出端口的光谱特性,研究发现干涉仪的臂长差和取样光栅的中心波长差是决定光分插复用器输出特性的主要因素.调节一个马赫-曾德尔干涉仪上的臂长差和取样光栅的中心波长,可以实现信号下载可调功能或直通功能.     

超紧凑全光纤马赫-曾德尔干涉仪及其应变特性研究

设计了一种由封闭在光纤内的纺锤型空气腔和其周围的SiO2构成的三明治结构全光纤马赫-曾德尔干涉仪,并将其用于应变传感.纺锤型空气腔利用光子晶体光纤和普通单模光纤熔接后再拉锥形成.由于干涉仪的两个干涉臂介质为空气和SiO2,因此超短的干涉臂长使光传输损耗大大降低,构成了超紧凑马赫-曾德尔干涉仪.该干涉仪用于应变传感可大大减小弯曲带来的串扰,提高系统的稳定性.建立了超紧凑马赫-曾德尔干涉仪模型,基于FDTD算法对干涉仪输出的干涉条纹以及各部分的电场分布进行了仿真,得到了应变传感器干涉条纹波谷波长与应变的关系,为设计制作超紧凑全光纤马赫-曾德尔应变传感器提供了理论依据.     

基于马赫-曾德尔干涉仪和光纤光栅的光分插复用器

光分插复用器(OADM)是波分复用(WDM)系统中的关键器件之一。提出了一种结构新颖的基于马赫-曾德尔(M—Z)干涉仪和光纤光栅(FBG)的光分插复用器，它由两个三端口光环形器、一个光纤光栅和一个马赫-曾德尔干涉仪组成，马赫-曾德尔干涉仪起着光开关的作用。对光分插复用器的输出特性进行了实验研究，实验中调节干涉仪的臂长差，可以实现信号的上下载或直通功能，上下载时通道的隔离度大于20dB。这种结构的光分插复用器具有结构简单、体积小、价格低等优点，在波分复用技术中具有实际应用价值。     

一种基于双耦合器谐振环的梳状滤波器特性分析

为改善常规马赫-曾德尔(MZ)干涉仪型滤波器的输出特性,提出了一种由双耦合器和单模光纤构成的谐振环加人非平衡马赫-曾德尔干涉仪一臂中构成的新型梳状滤波器.推导了该器件的输出表达式,并进行了数值模拟.模拟结果表明,改进后的滤波器同时具有更宽的0.5 dB透过带宽和25 dB截止带宽,具有近似方波的输出谱,降低了系统对光源波长稳定性的要求,相对于常规的非平衡马赫-曾德尔干涉型滤波器来说,具有更好的滤波效果.最后分析了双耦合器谐振环上耦合器的耦合比以及环长度对该器件滤波性能的影响,给出了满足通信实用要求的各个参数的范围.     

基于马赫-曾德尔干涉仪和取样光纤光栅的全光纤梳状滤波器

提出了一种基于光纤马赫 曾德尔干涉仪和取样光纤光栅的新型全光纤梳状滤波器。通过对器件的工作原理的理论分析 ,发现耦合器的分束比、取样光纤光栅的光谱特性和干涉臂长差是决定这种全光纤梳状滤波器性能的三个主要因素。并对器件性能进行了模拟计算。实验上获得了信道间隔为 1 0 0GHz的初步实验结果。     

带光纤光栅的MZI型全功能光分插复用器的研究(本期优秀论文)

提出了一种结合光纤Bragg光栅(FBG)和级联马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的全功能光分插复用器(OADM).应用扭转梁对光栅对的中心波长实施同步调谐,使两级MZI单元的反射波长错位或动态一致,实现全通和动态上/下路功能.在0.8nm波长间隔、8波长的波分复用系统中,对其输出响应进行了数值模拟,并分析了两光栅相对位置差和两干涉臂长差对响应波形及隔离度的影响.     

基于马赫-曾德尔干涉仪的超短光脉冲合成系统

基于传输矩阵法对马赫-曾德尔干涉仪的输出特性进行分析,结果表明,当干涉臂臂长差为中心波长与有效折射率比值的整数倍时,马赫-曾德尔干涉仪具有微分特性,且微分阶数与级联的干涉仪数目成正比。根据信号系统理论知识,利用马赫-曾德尔干涉仪的微分特性,设计出基于马赫-曾德尔干涉仪的超短光脉冲合成系统,并通过调节输入高斯脉冲及其各阶微分的加权系数,将输入的高斯脉冲分别合成为平顶脉冲、三角脉冲以及抛物线型脉冲。改变高斯脉冲各阶微分加权系数与输入脉冲宽度发现,输出脉冲波形基本保持不变,系统的稳定性良好。     

马赫一曾德尔干涉仪辅助的光纤环特性

提出了一种马赫-曾德尔干涉仪辅助的光纤谐振环新结构,利用传输矩阵法,推导了该器件的输出表达式和半峰全宽(FWHM)表达式.进行了数值模拟,结果显示其具有周期性的窄带带阻滤波特性.分析了马赫-曾德尔干涉仪两臂产生的相差以及耦合器的耦合系数对器件输出谱的影响.研究结果对该器件的实际加工和进一步改善其滤波性能具有参考意义.     

复合光纤马赫-曾德尔外差干涉位移在线测量系统

研究了一种复合光纤马赫-曾德尔外差干涉测量系统,并采用该系统对位移进行在线测量。基于光纤光栅只反射布拉格波长的特性,构建了两个独立但光程几乎重合的光纤马赫-曾德尔干涉仪。其中的一个马赫-曾德尔干涉仪用于完成测量工作,另一个马赫-曾德尔干涉仪用于监测环境干扰,补偿环境干扰对测量结果的影响,使测量系统适合用于在线测量。位于马赫-曾德尔干涉仪参考臂的声光调制器组可对参考光进行移频,当参考光与测量光会合时形成外差干涉信号,实现外差干涉测量。实验中,该系统对100μm位移进行10次重复测量的标准差为6 nm。     

基于双芯光纤滤波器和非线性偏振旋转效应的多波长光纤激光器

提出一种基于双芯光纤滤波器和非线性偏振旋转效应(NPR)的多波长掺铒光纤激光器。使用双芯光纤构成紧凑型全光纤马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪型滤波器作为波长选择滤波器件,利用激光谐振腔中的非线性偏振旋转效应,通过调整光纤偏振控制器(PC),在室温下得到稳定的多波长激光输出。输出激光的工作波长左右漂移小于0.02nm,输出峰值功率波动小于0.4dB,具有良好的功率和波长稳定性。     

超辐射掺铒光纤光源平均波长稳定性分析

为了解决高精度光纤陀螺要求长时间的标度因数稳定性到10-5以下,必须确保高精度光纤陀螺所采用的掺铒超辐射光纤光源具有非常稳定的平均波长.从超辐射掺铒光纤光源的结构出发,推导出其平均波长主要受到温度、抽运功率、抽运波长、抽运光偏振态以及光纤陀螺返回光功率的影响.详细分析了以上因素对于超辐射掺铒光纤光源平均波长稳定性的影响,并介绍了消除或者减小这些影响因素的措施.同时还总结了提高超辐射光纤光源的平均波长稳定性的相关技术,采用这些技术可以获得平均波长随温度变化系数±0.05×10-6/℃的高稳定性掺铒超辐射光纤光源.对于掺铒超辐射光纤光源在高精度光纤陀螺中的实际应用具有指导意义.     

全数字开环光纤陀螺标定技术

全数字开环光纤陀螺的标定参数包括刻度因素与电路增益,二者分开标定不利于批量化生产。通过分析开环光纤陀螺信号处理原理建立了新的标定模型,减少了标定参数,简化了标定过程。标定模型与标定流程可用于全数字开环光纤陀螺的批量化生产。     

基于ANSYS Workbench的高精度光纤陀螺结构优化设计

温度性能是影响光纤陀螺性能的主要因素,该文针对光纤陀螺的不同应用环境,对光纤陀螺的结构进行优化设计,通过材料热导率的设计,控制光纤环内的温度变化,从而提高光纤陀螺的温度稳定性;通过ANSYS Workbench的有限元分析法,对陀螺骨架的温度进行模拟仿真,既能对结构设计进行理论指导,又能验证结构设计的效果;最终对组装的高精度光纤陀螺样机进行测试,在未进行任何温度补偿的条件下,零偏稳定性达到了0.001(°)/h量级。     

全光纤陀螺光学部件的研究与实现

介绍了全光纤陀螺的基本工作原理,分析了全光纤陀螺各光学部件的关键技术,然后探讨了搭建光路时部分难点的一些解决办法．作为一种新型的角度传感器,实用型低精度开环光纤陀螺系统采用了全保偏的设计方案,偏移调制采用正弦信号来调制压电陶瓷调制器．     

基于双金属结构的光纤光栅温度不敏感滤波器

为提高光纤陀螺宽谱光源的平均波长稳定性,提出了一种用60μm超短光纤光栅制作带宽11.77 nm温度不敏感滤波器的方法。利用金属材料的热膨胀系数差,设计了双金属温度补偿结构,能够随温度的升高/降低对光纤光栅压缩/拉伸,有效地补偿光纤光栅由热光效应引起的波长变化。在30～60℃的温度范围内,光纤光栅的温度灵敏度系数为0.15 pm/℃,较未补偿前降低了60倍以上。该结构具有较好的温度不敏感性,可作为光源滤波器提高光源的平均波长稳定性并有望用于高精度光纤陀螺。     

基于单轴光纤陀螺的曲线桥线形检测方法研究

针对现有基于单轴光纤陀螺的惯性检测系统无法用于曲线桥结构线形的局限,提出了一种基于单轴光纤陀螺的曲线桥有轨线形检测方法。首先,阐述了基于单轴光纤陀螺的直线桥线形检测原理、陀螺的误差来源和曲线桥检测难点,根据导航算法对单轴光纤陀螺检测弯道线形可行性进行分析;然后,搭建曲线型试验轨道和一套轨道检测小车及无线线形采集系统;最后,将集成好的线形检测系统在试验轨道上测试,通过改变试验轨道形变程度构造不同试验工况,将实际测量结果与千分尺测量结果对比以验证理论的可行性和准确性。结果表明,该方法可以识别不同工况下曲线型轨道形变程度,测量精度优于1 mm,具有测量原理简单、系统实现和检测成本低的优势,结合桥梁检测轨道的配备,可为各类大型桥梁提供不封桥、不停运形变检测新思路。     

光纤传感器在混凝土结构内应力检测中的应用

由于光纤传感器体积小，集传感与传输于一体，无电磁干扰等一系列优点，在机敏复合材料中得到广泛应用。文章提出将光纤传感器埋入混凝土结构中，实时、在线监测混凝土结构内部应力状态的变化，即一种机敏建筑结构雏型。讨论了混凝土结构中埋入光纤传感器的埋入方式，受压、受弯引起的光强输出变化与混凝土结构内部状态的关系，并对埋入光纤传感器的混凝土构件三点弯曲梁、圆柱构件进行了实验研究。实验结果表明，光纤传感器的输出变化能反映混凝土构件内部应力变化情况及裂缝的发生、发展等情况     

三轴光纤陀螺光路系统的设计与研究

针对实际捷联系统中三轴干涉式光纤陀螺仪各轴之间的精度及稳定性不对称问题,提出将Loyt消偏器引入到三轴陀螺光路系统中,新光路结构使每轴陀螺均输入相同的极低偏振度自然光,保证了各轴陀螺的对称性.利用琼斯矩阵与干涉矩阵建立了该结构光纤陀螺的系统模型,并应用此模型对该陀螺的输出及零点偏移情况进行了仿真分析.结果表明,该光路在保持各轴光路高度对称的同时还提高了陀螺系统的精度与稳定性,并在一定程度上降低了对光源偏振度的要求.     

光纤陀螺用光纤环的应力分布实验研究

阐述了光纤陀螺中光纤环的的作用和绕制技术，介绍了布里渊光时域反射计(BOTDR)的工作原理和性能。利用一种BOTDR首次对不同情况下保偏光纤环的应力分布进行了测试和分析，揭示了光纤环中出现的工艺缺陷并进行了定位和分析。结果表明，利用BOTDR对光纤和光纤环进行应力分布测试，可有效的发现和控制这些缺陷的影响。