基于双芯光纤耦合器的梳状滤波器

基于失配光纤耦合器的波长特性,从理论上详细分析了两芯间隔d,两芯之间的失配度Δβ及耦合区长度z对其光谱特性的影响。结果表明,当Δβ和d较小时光纤耦合器可以成为梳状滤波器。Δβ主要影响梳状滤波器的消光比,z和d在两芯子匹配的情况下主要影响峰值波长位置和间隔。通过将一根两芯间隔d=12μm的单模双芯光纤(TCF)的一个芯子熔接在两根单模光纤(SMF)之间,实验制得基于双芯光纤耦合器的全光纤型梳状滤波器,其消光比可达25 dB,插入损耗为3.1 dB。通过使用不同长度的TCF获得了不同的峰值波长间隔,并使用波长为248 nm的紫外光对其峰值波长和消光比进行了调节。     

微纳纤芯/包层结构大模场单模聚合物光纤设计

提出了一种微纳纤芯/包层结构大模场单模聚合物 光纤。建立了光纤结构模型,在非 弱导近似条件下,根据波导理论,分析了微纳光纤的单模和波导特性;讨论了微纳纤芯直径 、 芯/包层折射率差以及包层直径等结构参数对微纳纤芯/包层结构聚合物光纤的模场分布、有 效 模场直径等导波特性的影响。结果表明,在传输波长λ＝650nm、微纳纤芯直径Dcore＝172μm、包层 直径Dclad＝250μm和芯/ 包层折射率差δn=0.128时,可获得有效模场直径达126.56μm和芯内能流比为10.66% 的大模场单模聚合物光纤。     

全光纤马赫-曾德尔干涉仪型不等带宽梳状滤波器

提出了由2个3×3和1个3×3单模光纤耦合器级联组成的全光纤Mach-Zehnder干涉仪(MZI)型不等带宽交错(梳状)滤波器。分析结果表明:两对光纤干涉臂长度差相等时,各耦合器的耦合系数选取适当值,器件实现了奇偶信道上不等带宽输出,分别用于10和40Gb/s传输,信道间隔为0.8nm,信道隔离度大于25dB。与其它不等带宽梳状滤波器相比,该器件基于MZI型梳状滤波器,且在实际制作时可以对每个耦合器的分光比进行准确监测和控制,大大降低了制作困难。实验所得结果与理论分析相吻合。     

基于液体选择填充光子晶体光纤的波分解复用器研究

设计了一种基于液体选择填充三芯光子晶体光纤的1.31/1.55um波分解复用器。中间为缺失一个空气孔的普通二氧化硅纤芯,左右两纤芯填充了不同折射率的液体材料。根据光纤的消逝场耦合的模式理论,不对称相邻波导存在波长相关耦合。不同填充折射率的两纤芯与中间纤芯分别耦合,构成两个不同响应波长的光滤波器。通过选择合适光纤长度,可实现不同波长光的分离。采用全矢量有限元法分析了光纤的传输特性,讨论了填充不同折射率液体时波导间的模式耦合,得到了其匹配波长与耦合长度。基于光束传播法仿真发现,长度为4.88 mm的光纤能实现1.31/1.55 um波长光的解复用。     

长周期光纤光栅波导色散因子和有效折射率热光系数的测量

对串联的长周期光纤光栅(CLPFG)的透射谱特性进行了理论分析和实验研究。分析表明,长周期光纤光栅中纤芯模和包层模之间的马赫曾德尔干涉效应导致在长周期光纤光栅谐振峰内的梳状滤波结构特性;其峰值位置和峰间距同串联区光纤的长度以及光纤的波导色散因子有关。测量了长周期光纤光栅的透射谱,并研究了其温度特性。根据测量数据,得到对应于1554 nm波长处,所用单模光纤HE14模的波导色散因子γ为0.874;纤芯/包层有效折射率差的热光系数为4.8×10-5℃-1。并对这一测试方法和结果,以及长周期光纤光栅的应用进行了讨论。     

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。     

三信道全光纤梳状滤波器输出光谱分析

对于同样信道数的波分复用,采用三信道器件比用两信道器件更为简单。文章对一种能够实现三信道平坦输出的全光纤梳状滤波器的新结构进行了分析,推导了新结构的能量传输表达式,详细讨论了耦合器分光比的改变对滤波特性的影响。结果表明,当组成新结构的光纤干涉臂间的长度差和耦合器分光比取某些定值时,可形成一个复用间隔相等、通带平坦的三信道全光纤梳状滤波器,且波分复用的信道间隔仅仅取决于干涉臂长差的大小。     

基于侧面抛磨锗芯光纤的折射率传感器

通过抛磨单模-多模-单模(Single mode-Multimode-Single mode,SMS)光纤结构,设计制作一种光纤折射率传感器。多模光纤选用的是纤芯直径为16μm的锗芯光纤,纤芯直径较小,使制作的传感器尺寸较小,从而在传感应用中具有较高的样品利用率。单模光纤纤芯直径为8.4μm,可确保抛磨至多模光纤纤芯附近时单模光纤的纤芯不被破坏。SMS被AB胶固定在玻璃槽内,使得侧面抛磨光纤具有很好的鲁棒性,可重复使用性。制备并侧面抛磨了锗芯光纤长度分别为0μm、23μm、70μm、690μm、2 mm的SMS光纤结构。对产生的传输光谱进行测量,发现前4个样品随着周围环境折射率的增加,谐振波长向长波长处偏移;而前3个样品的折射率测量灵敏度随着锗芯光纤长度的增加而提高。当锗芯光纤长度为70μm时,在1.333~1.367折射率区间内,灵敏度可以达到623.5 nm/RIU。然而,过长的锗芯光纤导致折射率测量灵敏度降低。当锗芯光纤长度为2 mm时,抛磨过程中激发产生了包层模,导致传输光谱复杂、不稳定,而且长波处产生了较大的插入损耗。     

刻蚀型三段级联可调谐光纤声光梳状滤波器

提出并实验验证了基于单模光纤基模和包层LP11模干涉耦合的可调谐光纤声光梳状滤波器，该滤波器采用普通单模光纤，通过刻蚀形成不同外径的三段光纤级联结构，通过声波调节实现调谐。说明了滤波器的结构和工作原理；开通过计算和实验结果具体说明梳状滤波滑带宽主要取决于发生声光耦合的第一、三段光纤的外径，而滤波峰间隔主要取决于用作传输的第二段光纤的长度；最后分析指出影响器件消光比的主要因素是声波的衰减和反射，优化第一、三段光纤的长度比例和采用渐变过渡的措施减小光纤外径的突变可望进一步提高器件的性能。     

任意波长间隔的光纤光栅梳状滤波器设计与实现

采样啁啾光纤光栅理论是实现超高信道数梳状滤波器的理想方案,但是一个啁啾模板只能实现特定波长间隔的光梳状滤波器。提出一种利用光纤布拉格光栅(FBG)直流相移实现任意波长间隔梳状滤波器方法。该方法只需一个啁啾模板与亚微米精度的位移台,在灵活性、简单性和制作成本方面有明显优势。仿真和实验表明FBG直流折射率调制可以引入任意的相位偏移。利用该方法实现了波长间隔为100,50,40GHz的梳状滤波器。最后分析了直流相移光栅长度与相位误差对滤波器边带抑制度的影响。     

双芯光子晶体光纤Mach-Zehnder干涉仪及其应力特性

利用自制的双芯光子晶体光纤(D-PCF)与单模光纤(SMF)熔接,并在熔接点塌陷空气孔,提出了一种新型的D-PCF马赫-曾德干涉仪(MZI).利用图像提取法和有限元方法,分析并计算了实际拉制出的D-PCF支持的光纤模式.经过分析发现,这种新型光纤干涉仪的主要干涉模式是环芯模式,不同于传统光纤干涉仪的干涉模式.实验观测了...     

基于光子晶体光纤M-Z干涉仪的折射率传感器研究

研制了一种通过手工熔接方法在两段单模光纤（SMF）间焊接一段实芯光子晶体光纤（PCF）而形成的Mach-Zehnder干涉仪（MZI）传感器,研究了传感器传输光谱与外界折射率的关系。实验结果表明,这种MZI传感器的中心波长随着外界折射率的增加向长波方向漂移,在1.340-1.384的折射率变化范围内,干涉长为3.2cm...     

应用于海水盐度测量的单模异芯结构光纤折射率传感器

提出了一种应用于海水盐度测量的单模异芯结构的光纤折射率传感器。在两段普通单模光纤(SMF28)之间熔接一段细芯单模光纤(TCSMF),构成全光纤Mach-Zehnder干涉仪(MZI)。以0-40‰NaCl溶液作为测试溶液,测量宽带光源经MZI后的透射光谱,应用特征峰波长和光谱差分积分两种方法进行解调,特征峰波长漂移量和光谱差分积分值均与NaCl浓度呈较好的线性关系。采用光谱差分积分法对全波段透射光谱强度进行解调,累积因折射率不同引起的透射谱差异,理论上可获得的盐水浓度分辨率为9.17×10-4‰,较之波长解调法提高了近3个数量级。本文的折射率传感器具有结构简单、机械强度好、测量灵敏度高和对温度不敏感等优点,可应用于海水盐度测量。     

机械可调的相移长周期光纤光栅

介绍了一种利用机械应力在普通单模光纤(SMF)中产生相移长周期光纤光栅(LPFGs)的简单方法。通过光弹效应，用有凹槽的平板制作LPFGs；用螺丝控制2个凹槽平板之间的距离，可以得到不同的相移值，实现了相移值的连续可调。光栅的传输光谱可以通过所加外力实现调谐，谐振峰强度的可调谐范围达到了16dB。该方法对于光栅光谱的调谐有很大的灵活性，可应用于掺Er光纤放大器(EDFA)的增益平坦。     

一种新型的光纤光栅可调整偏振模色散补偿器

文章提出一种基于磁场变化对均匀周期光纤光栅(FBG)引入线性啁啾的特性来实现可调整偏振模色散(PMD)补偿的技术。这种全光型PMD补偿技术在实现调整的同时能保持中心波长固定不变，而且能够灵活方便地实现不同的微分群时延量(DGD)。针对10Gbit／s非归fig(NRZ)传输系统，采用这种技术对进行PMD补偿的模拟计算结果表明，接收信号的眼图在补偿后得到了显著改善。     

An optical fiber magnetic field sensor based on fiber spherical structure interferometer coated by magnetic fluid

A novel magnetic field sensor based on optical fiber Mach-Zehnder interferometer (MZI) coated by magnetic fluid (MF) is proposed. The MZI consists of two spherical structures formed on standard single mode fiber (SMF). The interference wavelength and the power of the sensing structure are sensitive to the external refractive index (RI). Since RI of the MF is sensitive to the magnetic field, the magnetic field measurement can be realized by detecting the variation of the interference spectrum. Experimental results show that the wavelength and the power of interference dip both increase with the increase of magnetic field intensity.     

光子晶体光纤的色散特性分析

采用有效折射率模型分析了光子晶体光纤的色散特性，并给出了无限大空气玻璃微结构中基模的本征方程。分析结果表明光子晶体光纤具有奇异的色散特性，能在极大的波长范围内支持单模传输，在单模工作时可以具有反常波导色散。同时通过调整光子晶体光纤的结构参数(包括空气孔径和孔间距)可以移动零色散点的位置。最后讨论了大空气孔光子晶体光纤的特性及其在色散补偿中的应用。     

基于”8”字形光纤谐振环全光纤MZI型梳状滤波器的设计与实验研究

为改善常规全光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型 滤波器的输出特性,提出了由2个2×2光纤耦合 器和1个”8”字形光纤谐振环级联组成全光纤MZI型梳状滤波器的设计方案。根据基本结构 ,应用光纤 传输理论和矩阵理论,得到滤波器输出谱的表达式,对其特性进行数值模拟分析,结果表明 :当耦合器分光 比取一些定值时,可得到输出波形通带平坦、形态近似于方波的梳状谱图,其25dB截止带带宽和0.5dB通 透带带宽明显改善,其值分别为26.2GHz和38.4GHz;器件具有一定的抗偏差能力 降低了制作难度,传输损耗对滤波器消光特性的影响较小。实验结果与理论分析相吻合。     

10Gb/s和40Gb/s RZ-DPSK电预失真系统中非线性效应的研究

通过仿真研究了10和40Gb/s RZ-DPSK电预失真(EPD)系统中的自相位调制(SPM)和交叉相位调制(XPM)等非线性效应。EPD系统中的非线性效应比光色散补偿(ODC)中的大,但在不同比特率下非线性效应不同。对800km标准单模光纤(SSMF)传输的仿真的结果表明:单信道传输时受到SPM影响,比特率为10Gb/s的EPD系统的非线性阈值比ODC系统的小6dBm以上,而当比特率为40Gb/s时的EPD系统非线性阈值只比ODC系统小2dBm。波分复用(WDM)系统中受到SPM和XPM的影响,比特率为10Gb/s的EPD系统的非线性阈值比ODC系统的小6dBm,而比特率为40Gb/s时的EPD系统非线性阈值比ODC系统的小2dBm。研究结果表明,当比特率升高时,EPD系统的非线性效应减弱。     

采用复合滤波器的温度可调谐多波长光纤激光器

提出了一种基于复合光纤滤波器的在室温下稳定输出多波长掺铒光纤激光器,该激光器由两个级联球状结构的马赫-增德尔干涉仪（MZI）和一个双折射光纤滤波器-Lyot滤波器组成。球状结构MZI是由光纤熔接机在一段单模光纤（SMF）放电设计而成的。Lyot双折射光纤滤波器是利用一段保偏光纤（PMF）和两个偏振控制器（PC）连接而成,该结构可以诱导非线性偏振旋转效应和双折射光纤效应来抑制模式竞争产生多波长。Lyot滤波器和球状结构的MZI作为模式限制器件,并且Lyot滤波器对级联球状结构MZI的透射谱进行调制,其透射谱周期决定了复合滤波器结构的透射谱周期。在室温下,该系统实现了边模抑制比约为40 dB的九个波长的同时激射,且波长间隔约为0.68 nm,与Lyot滤波器透射谱周期一致。为了验证输出波长的稳定性,在2 h内,每隔10 min观察输出的波长,实验证明,室温下中心波长输出功率的浮动小于0.67 dB。此外,将两个球状结构MZI放置在高温炉上,使其外界温度从30℃升至110℃时,输出波长光谱的调谐范围可达到6.69 nm。