纤内马赫-曾德尔结构优化光纤环镜滤波器研究

在单模光纤(SMF)上拉出级联对称缓锥,形成马赫 -曾德尔干涉仪(MZI)结构,将其置入光纤环镜中, 理论和实验研究了它对滤波器特性的改善。环镜滤波器的透射谱由MZI和Sagnac干涉 结合的非相干叠加而成,调谐MZI能实现可调谐滤波。实验表明,滤波器在自由 谱60nm(1425～1485nm)范围内可提高梳状滤波 器的滤波器特性,实现了可调谐滤波。本文结构输出波形稳定, 调制深度大于20dB,优化了光纤环镜滤波特性。     

光纤光栅带宽可控调谐装置的研制

当光纤光栅粘贴于非均匀衬底材料中时,其反射谱带宽变化复杂。理论分析了在线性应变场作用下光纤光栅反射谱带宽线性展宽的原理,并利用自行提出的开口环机构及相关机械装置、驱动电路和控制软件,研制出一种新颖的光纤光栅带宽可控调谐装置。该装置测量精度高,实际带宽值与预设值的误差为±0.04 nm,带宽精确可控,最大调谐带宽值达6 nm。另外,该装置重复性好,操作简便,可应用于光纤通信及光纤传感领域。     

基于微环的响应可切换微波光子滤波器

基于微环谐振腔和光纤布拉格光栅，利用相位-强度调制，实现了三种滤波响应可切换微波光子滤波器。通过改变光纤布拉格光栅反射谱、微环谐振腔陷波和光载波三者之间的相对波长，微波光子滤波器的滤波响应可以在带通、平顶带通和高通之间切换。制备了欧拉微环并搭建了微波光子滤波器系统，实现了上述三种响应。三种响应的带宽均具有一定的调谐能力，其调谐范围分别为5.56～7.68 GHz、6.23～11.92 GHz和5.83～10.86 GHz。三种响应下微环的插入损耗均小于10 dB。可切换的滤波响应使该微波光子滤波器具有更高的灵活性，在频率测量、杂散抑制等场景中具有广阔的应用空间。     

光纤光栅Sagnac环特性及包络带通滤波器的研究

对光纤光栅Sagnac环的传输光谱进行了理论分析和实验验证 ,在此基础上提出并实现了基于非对称光纤光栅Sagnac环的包络带通结构 ,该结构可以将光栅的带阻特性转换成带通特性 ,可在光纤光栅传感领域得到应用。     

基于光纤Sagnac环滤波器的高稳定光纤布拉格光栅传感解调技术

光纤Sagnac环滤波器用于光纤布拉格光栅(FBG)传感器波长解调时受环境温度影响很大,为此提出一种可消除温度影响的高稳定解调新方法,介绍了系统光路和解调器的工作原理。将带有一段保偏光纤的Sagnac环作为边缘滤波器,分布反馈(DFB)激光器的单波长激光作为参考光,对FBG波长信号和参考光信号同时进行滤波。在同一时间探测经Sagnac环滤波器输出的透射光强度和反射光强度,进行光强信号归一化处理并采用差动检测方法分析。理论分析和实验结果表明,该解调方法基本消除了Sagnac环滤波器的温度效应,提高了解调系统的稳定性。在1302~1318nm波长范围内,解调装置的温度漂移为2.4×10-4 nm/℃,是未封装补偿无参考光的Sagnac环滤波器透射谱温度漂移的1.8×10-4倍。     

一种基于取样光栅的Sagnac环滤波器的设计研究

为了探究更多新结构的梳状滤波器,采用了一种新型的基于取样光栅的Sagnac环滤波器的设计方案。利用Jones矩阵理论,建立了该滤波器的理论模型,并对其传输光谱进行了分析和数值仿真。通过选取不同的光纤光栅的长度L、光纤环臂差L和取样周期P等参量的值,可以得到6种具有分立谱线、高反射率、等间隔的窄带梳状透射谱,且具有良好的波长选择性和信道隔离度。结果表明,这种滤波器可应用于波分复用系统的多通道窄带滤波器、双波长的光纤激光器和分布式传感系统等,对结合光纤光栅和Sagnac环结构的滤波器的研究和应用提供了一定的参考。     

基于多波长光纤激光器和色散器件级联的微波光子带通滤波器

提出了一种基于多波长光纤激光器和色散器件级联的微波光子带通滤波器。该滤波器利用双折射光纤环镜对多波长激光器的输出信号进行整形,整形后的信号作为滤波器的抽头,实现滤波器的可重构性。将标准单模光纤(SSMF)和光纤延迟环级联作为延迟单元,实现滤波器的频率选择性。通过改变波长间隔或标准单模光纤的长度,实现滤波器的可调谐性。研究结果表明与只用SSMF作延迟单元相比,该微波光子滤波器的品质因数Q提高了182.26,3dB带宽减小了670MHz。     

光纤光栅Sagnac环级联特性

为了解决单个均匀光纤光栅Sagnac环信道隔离度差的缺点,提出了级联Sagnac环组成梳状滤波器的方案。采用Jones矩阵理论分别对单个光纤光栅Sagnac环和二阶、三阶级联时的频谱特性进行了理论分析和数值仿真。对于三阶Sagnac环级联时的情形,实现了通道间隔为0.8 nm、FWHM为0.1 nm的梳状滤波器,在相同信道间隔下使得FWHM降低为单个光纤光栅Sagnac环的1/4,从而有效提高了系统信道隔离度。得到了具有均匀通带间隔、信道隔离度高、光谱半高宽度FWHM窄等特性的梳状滤波器,使其性能能够更好地满足WDM的使用要求。     

复合滤波结构的窄线宽高频微波信号产生装置

为了在较低泵浦功率下实现单纵模双波长激光信号的输出,进而获得窄线宽的高频微波信号,设计并实验了一种基于复合滤波结构的窄线宽高频微波信号产生装置。通过8字腔结构布里渊增益腔和反射式光纤光栅构成的波长选择滤波器实现了4倍布里渊频移间隔的双波长斯托克斯光信号输出,采用200 m长单模光纤作为增益介质,同时与50 m长单模光纤构成级联光纤环结构,采用三端口耦合器与2 m长未泵浦的保偏掺铒光纤构成萨格纳克环结构,利用级联光纤环结构和萨格纳克环结构的复合滤波作用实现了斯托克斯光信号模式的选择,使输出的斯托克斯光信号由多纵模运行状态变为单纵模运行状态。实验证明:通过对输出的单纵模双波长斯托克斯光信号进行拍频检测可得42.85 GHz的高频微波信号产生,线宽为38 kHz;通过改变可调谐泵浦激光器的输出波长,可实现42.25~43.51 GHz范围内的频率调谐;通过稳定性测试,产生的42.85 GHz高频微波信号的频率变化在0.83 MHz内,峰值功率变化在±0.8 dB内,稳定性良好,满足实际应用需求。     

光纤光栅声光调制特性分析

高频超声波在紫外写入的光纤布拉格光栅(FBG)上传播，产生的长周期超声光栅调制光纤光栅，形成光纤超声超结构光栅。利用模式耦合理论，分析了光纤超声超结构光栅的光谱特性，得出光纤超声超结构光栅的反射谱存在多个反射峰，其反射峰的波长间隔由超声波的频率决定。因此，可以通过改变超声波的频率，调节一阶反射谱的反射波长，从而实现宽调谐范围的快速波长可调滤波器。该滤波器与通常的声光可调滤波器相比，带宽更窄，调谐速度更快。     

基于Sagnac干涉仪的级联型梳状滤波器

密集波分复用(DWDM)系统光信道数量的增加,使得与DWDM技术有关的各种光学滤波器技术成为当前光纤通信领域的研究热点.高双折射(HiBi)光纤环具有易于制作、性能稳定以及良好的滤波特性等特点,近年来受到广泛关注;通过增加Sagnac环内HiBi光纤和偏振控制器的个数,或者采用多个HiBi光纤Sagnac环的级联形式,...     

基于半导体光放大器和取样光纤光栅结合Sagnac环的多波长光纤激光器

Multi-wavelength fiber ring laser based on the semiconductor optical amplifier(SOA)with sampled fiber Bragg grating(SFBG)in a Sagnac loop interferometer as the wavelength-selective filter is proposed.Four lasing wavelengths with 1.8 nm spacing have been generated stably at room temperature.The proposed laser has the advan-tages such as removal of the high-cost circulator,flexibility in channel-spacing tuning,and simple all-optical fiber configuration,which has potential applications in high-capacity wavelength-division-multiplexed(WDM)systems and mechanical sensors.     

光纤Sagnac环的研究现状及其应用

在研究Sagnac效应的基础上,利用光纤Sagnac环的干涉结构,提出了多种光纤Sagnac环的改进方案,并进行了大量实验,使其应用范围得到了极大扩充。从Sagnac效应的基本原理出发,综述了光纤Sagnac环现阶段的主要应用和最新进展,主要有光纤陀螺、光纤水听器和Sagnac环滤波器等。最后介绍了光纤Sagnac环研究的前沿新技术方向,主要包括改变Sagnac环的结构、在Sagnac环中加入介质或与其他结构级联、做成全光缓存器,制作多波长光纤激光器等。     

基于环型腔掺Er光纤激光器的FBG传感系统

提出并实验了一种基于可调谐环型腔掺Er光纤激光器的光纤光栅（FBG）传感解调系统。传感FBG与受一维调节器调节控制的匹配FBG共同构成环型腔掺Er光纤激光器的窄带滤波器。一维调节器与步进电机相连，步进电机由PC通过可编程逻辑控制器（PLC）进行控制，一维调节器通过调节匹配FBG的周期以匹配传感FBG的周期从而滤除激光的输出，由激光的输出特性来判断2个FBG周期的匹配性并完成对传感FBG周期的测量。调节器控制系统、激光信号检测电路与数据处理模块共同完成传感信号的解调。实验测得，在4．04nm范围内，系统的波长探测精度为0．02nm。     

Tunable multiwavelength Brillouin-erbium fiber laser with a polarization-maintaining fiber Sagnac loop filter

We demonstrate the generation of 12-wavelength comb with 14.5-nm tunable range in the Brillouin-Erbium fiber laser. This is achieved through tuning the gain profile of Erbium-doped fiber by a Sagnac loop filter with 18-cm polarization-maintaining fiber, in conjunction with modifying the wavelength of Brillouin pump. The experiment also demonstrates that the tunable range is closely equal to the 3-dB bandwidth of Sagnac loop filter due to its periodic transmission profile. Meanwhile, the effect of the 980-nm pump on the tunable multiwavelength generation is investigated. The power of 980-nm pump has a great effect on the wavelength number and the output power of the generated multiwavelength comb, but little on the tunable range. This technique may be applicable to multiwavelength operation lasers with a large tunable range.     

Chirped Microwave Pulse Generation Based on Optical Spectral Shaping and Wavelength-to-Time Mapping Using a Sagnac Loop Mirror Incorporating a Chirped Fiber Bragg Grating

In this paper, we propose and demonstrate an approach to optically generating chirped microwave pulses with tunable chirp profile based on optical spectral shaping using a Sagnac loop filter incorporating a chirped fiber Bragg grating (CFBG) and linear wavelength-to-time mapping in a dispersive element. In the proposed approach, the optical power spectrum of an ultrashort optical pulse is shaped by a CFBG-incorporated Sagnac loop mirror that has a reflection spectral response with a linearly increasing or decreasing free spectral range. The spectrum-shaped optical pulse is then sent to a dispersive element to perform the linear wavelength-to-time mapping. A chirped microwave pulse with the pulse shape identical to that of the shaped spectrum is obtained at the output of a high-speed photodector. The central frequency and the chirp profile of the generated chirped microwave pulse can be controlled by simply tuning the time delay in the Sagnac loop mirror. A simple mathematical model to describe the chirped microwave pulse generation is developed. Numerical simulations and a proof-of-principle experiment are implemented to verify the proposed approach.