基于光纤光栅斯托克斯参量的压力传感测量研究

利用光纤光栅的偏振特性感知外界参量变化是光纤光栅传感的新研究热点。提出利用光纤光栅第一斯托克斯参量s1感知外界压力的新方法。推导了光纤光栅压力所致线双折射和s1参量的关系,建立了压力、线双折射和s1参量三者之间的关系模型,分析了线偏振光入射角度对s1参量的影响。仿真表明,偏振光入射角度影响s1曲线的基准值,同时也影响左右波长测量点的对称性和线性度。利用光纤光栅和高速在线检偏器搭建了实时压力测量系统,测量了不同偏振光入射角度下s1参量受压力所致线双折射的影响曲线,验证了理论仿真结果。     

基于偏振光干涉的一种新型的光纤光栅解调系统

提出一种先进的基于偏振光干涉的光纤光栅解调实现方法 ,偏振光干涉仪也是一种能将布拉格波长移动转化为干涉相位变化的非平衡干涉仪。与传统的非平衡干涉仪不同 ,偏振光干涉仪是利用折射率ne 和no 的差而不是利用光路长短的差来实现非平衡干涉的。另外 ,由于偏振光干涉是发生在有着优良双折射特性的钒酸钇(YVO4)晶体中而不是在石英光纤中 ,这样就可避免石英光纤引入的干涉噪声。通过分析钒酸钇晶体的性质指出 ,利用这种方法来实现光纤光栅温度检测 ,其最小温度测量精度可达± 0 4℃。     

光学纤维

N99-05725 9907152电子情报通信学会技术研究报告:光纤应用技术OFT98-1～9(信学技报,Vol.98,No.37)[汇,日]/日本电子情报通信学会.—1998.04.—51P.(LG)本文集为光纤与应用技术专辑。收录的9篇论文主要涉及:基于光纤技术的相干光传感器,石英系光学电路的应用,光纤的测定与计量技术,具有椭圆磁心的GI 光纤的界分布变换及其应用,不依赖入射光的偏振光方向的偏振光面旋转装置,具有低时滞特性的光纤带以及光缆的试制,光纤光栅耦合器,基于被覆照射的Sn,Ge 共掺杂光纤光栅的特性,以及长周期光纤光栅的损失特性的扩充相关性等。     

分段磁光光纤光栅的光谱特性研究

分段磁光光纤布拉格光栅(MFBG)是指在同一根磁光光纤上依次写入不同周期的光栅而形成的级联磁光光栅系统。根据均匀MFBG的耦合模理论,利用电磁场边界连续性条件,研究了分段MFBG中圆偏振光的光谱特性。研究表明,单段光栅时,圆偏振光在分段MFBG中的反射或透射光谱特性与均匀MFBG一致,理论计算的偏振相关损耗(PDL)变化曲线与实验结果基本吻合。两段或多段MFBG段级联时,分析了在外加磁场的控制下采用不同光栅周期的多段MFBG结构实现可调色散补偿、分布式磁场传感等光子信息处理的功能原理。     

1 053 nm单频线偏振光纤激光器

介绍了一种采用环形腔结构的1 053 nm单频、线偏振光纤激光器.该激光器利用光纤光栅选频,并通过偏振控制的方法获得了稳定的线偏振光输出,输出功率达40 mW,线宽约3 kHz.     

传感器用特种光纤

本文较全面地介绍了用于光纤传感器的各种光纤,开发传感器用特种光纤的主要技术途径,制作工艺及传感特性.它包括声学敏感光纤、磁敏光纤、低双折射光纤、圆双折射光纤、椭圆双折射光纤、线性双折射光纤、保偏光纤、偏振光纤、稀土离子掺杂光纤及特种材料多组份光纤及光纤光栅等.     

传感器特种光纤

本文较全面地介绍了用于光纤传感器的各种光纤,开发传感器特种光纤的主要技术途径,制作工艺及传感特性。它包括声学敏感光纤、磁敏光纤、低双折射光纤、圆双折射光纤、椭圆双折射光纤、线性双折射光纤、保偏光纤、偏振光纤、稀土离子掺杂光纤及特种材料多组份光纤及光纤光栅等。     

基于光纤光栅差分群时延的磁感应强度测量新方法

提出了一种利用光纤光栅中法拉第效应和测量差分群时延(DGD)的直接测量磁感应强度的新方法,给出了理论分析和实验结果.当有外加磁感应强度时,光纤光栅中的法拉第效应致使两个圆偏振光的传播常数改变,从而导致光纤光栅的群时延发生改变.仿真结果表明,外加磁感应强度与DGD峰值在一定的测量范围内存在线性关系.分析了光纤光栅对测量性能的影响.实验结果表明,测量磁感应强度的灵敏度为1.3 ps/T,利用现有精度为10-5 ps的光矢量分析仪得到最小可测磁感应强度为10-5 T, 实验与理论吻合较好,证明了该方案的可行性.     

分布式光纤传感技术及其应用

分布式光纤传感技术是近年来光纤传感领域的研究热点.介绍了该领域的研究成果,包括基于光纤后向散射光时域及频域反射技术、基于光纤瑞利散射偏振光时域反射、基于长距离光干涉技术的分布式光纤传感以及基于非同和全同光纤布拉格光栅复用的准分布式光纤传感技术;论述了分布式光纤传感系统的工作原理、特点及性能;介绍了其在民用工程结构、航空航天、船舶工业、电力工业、石油化工业和医学等各个领域中的应用.     

双光栅外腔可调谐掺Yb3+双包层光纤激光器

采用一种新颖的双光栅装置作为外腔调谐结构 ,实现了掺Yb3+ 双包层光纤激光器的调谐输出 ,调谐范围10 37～ 110 6nm。双光栅结构的应用 ,使调谐输出的激光光谱的线宽大大变窄 ,小于 0 1nm。检偏器测量结果表明 ,整个调谐范围内的激光输出均为线偏振光。     

基于光栅偏振参数的磁场传感方法研究

给出了一种基于光纤光栅中法拉第效应与测量偏振相关参数的直接测量磁场的新方法.在外加磁场作用下,光纤光栅中的法拉第效应导致两个圆偏振光的传播常数发生改变,从而使色散与差分群时延发生改变.仿真结果表明,在外界弱磁场的情况下,磁致双折射与色散和差分群时延之间存在线性关系,利用这个关系可以通过测量光栅的色散和差分群时延来得到磁致双折射的大小,从而推测出外加磁场的大小.实验中得到该方案测量磁场的灵敏度为6.58522e~(-18)m/Gs,利用现有精度为10~(-17)的光矢量分析仪得到最小可测磁场为2Gs.实验与理论吻合较好.     

Magneto-optic field coupling in optical fiber Bragg gratings

A magnetic sensor utilizing direct magneto-optic field coupling in an optical fiber Bragg grating (FBG) is experimentally demonstrated. The FBG’s cladding is etched to expose the propagating evanescent light to the fiber’s surroundings. The etched FBG is surrounded with iron oxide nanoparticles and placed in a magnetic field perpendicular to the fiber. Measurements demonstrate that the λ_B shifts nonlinearly as a function of magnetic field, i.e. comparable to the magnetization versus magnetic field behavior of the nanoparticles measured by a SQUID magnetometer. This direct manipulation of light with magnetic fields provides an approach to develop future sensors relying on electromagnetic interactions.     

基于法拉第效应的双偏振光纤激光磁场传感器的纵向空间响应

利用法拉第效应,正交双偏振光纤激光器已被证明可用来实现灵活小巧的磁场传感器。为了发展适宜的封装结构以优化对磁场的传感灵敏度,有必要研究双偏振光纤激光磁场传感器在磁场中的空间响应特性。对长度为21 mm的光纤激光器在磁场宽度为3 mm、5 mm、7 mm以及磁场强度为0.5 T、 0.75 T和1 T时的纵向空间响应进行了实验研究。研究表明,沿着双偏振光纤激光磁场传感器的纵向,其各个部分对磁场的空间响应是不均匀的。该空间响应的峰值出现在激光腔的中间并沿激光器纵向呈对称的高斯分布。这种空间响应的分布特性与光纤光栅的分布式布拉格反射有关。     

光纤布喇格光栅电流传感器研究

本文实现了一种基于磁致伸缩棒在均匀磁场中的伸缩效应的光纤布喇格光栅电流传感器 .把光纤布喇格光栅牢固地沿纵向粘贴在一个置于多层漆包线绕成的螺线管中间的磁棒上 ,磁棒在螺线管中间部分的匀强磁场中随漆包线中电流的增加而沿纵向伸长 ,从而带动光栅在应变的作用下改变波长 .实验测得电流跟波长变化基本上成线性关系 ,波长的改变范围约 0 .9nm,其灵敏度约为 0 .0 0 1nm/ m A     

Simulation of Novel Tunable Nonlinear Chirped Fiber Bragg Grating

A novel tunable chirped fiber Bragg grating technology is proposed and simulated numerically by Matlab. If we adhere a uniform fiber grating with super magnetostrictive film and expose them in a non--uniform magnetic field, the period of the grating can be changed with the strain imposed on it by the magnetostrictive effect . The chirped characteristics can be tuned by changing the magnetic filed which is very flexible indesigning.     

具有光束偏转功能的亚波长光栅偏振分束器

针对亚波长光栅偏振分束器无法实现垂直出射光 、集成耦合效率低的问题,本文设计了 一种具有光束偏转功能的亚波长光栅偏振分束器,可实现偏振分束且能获得垂直出射光。器 件上 层采用光栅衍射理论设计了可实现偏振分束的周期亚波长光栅,下层通过严格耦合波法与波 前相 位控制理论设计了具有光束偏转功能的非周期亚波长光栅。基于有限元软件COMSOL对设计 的器 件进行仿真分析,结果表明该器件可分开TE与TM混合偏振光且能实现光束垂直出射,两种 偏振 光的总透射率在1550nm处超过了76.5%,偏振 消光比为14.0 dB。因此通过该偏振分束器不但可 以获得垂直出射的单偏振光,而且能有效提高垂直耦合型器件的工作效率,有望应用在面向 光纤通信的集成光电器件中。     

光纤光栅结构对磁场测量性能的影响

提出了一种基于光纤光栅的磁场测量方法.该方法主要是通过法拉第效应和对偏振相关损耗的测量来实现磁场测量.文中主要分析了不同光纤光栅结构对磁场测量性能的影响.分别通过分析普通采样光栅、啁啾采样光栅和切趾采样光栅由于透射谱的差异而导致磁场引起的透射光偏振损耗的不同,对这几种光栅结构及不同的光栅参数对测量范围、测量灵敏度的影响进行了仿真,为下一步的实验研究打下了基础.