基于单模-无芯-单模结构的光纤折射率传感器

提出了一种基于光纤单模-无芯-单模结构的光纤 折射率传感器。当外界折射率(SRI,surrounding refractive index)小于无芯光纤(NCF,no-core fiber)折射率,并且二者十分接 近的情况下,NCF 可以看作是具有阶跃折射率分布的弱导多模光纤(MMF),这样便构成了传统的单模-多模- 单模(SMS,single-mode multimode single-mode)光纤结构。利用线偏振模近似的方法理论分析了基于这种光 纤结构的折射 率传感器的模式激发特性以及输出特性,进而进行了相应的数值仿真及实验验证,结果表明 ,数值仿真与实验 结果均与理论分析结果相一致。在1.3～1.4的折射率范围内,实验测得传感器灵敏度达到 205.42nm/RIU。     

单模-多模-单模光纤结构的温度特性研究

为提高基于单模-多模-单模(SMS)光纤结构 的温度传感器的温度灵敏性和非温度传感器的温度稳定 性提供科学依据,从而增强它们的实用性,研究了热光效应和热膨胀效应引起的SMS光纤结 构的温度特性。 通过分析SMS光纤结构的模式干涉原理和确定SMS光纤结构中受温度影响的参数及其与温度之 间的关系, 建立了分析普通多模光纤构成的SMS光纤结构温度特性的理论模型。进一步利用此模型分析 了不同多模光 纤纤芯直径下,多模光纤包层和纤芯的热光效应,以及多模光纤纤芯直径和长度的热膨胀效 应对SMS光纤 结构温度特性的影响。结果表明,多模光纤包层和纤芯的热光效应是影响SMS光纤结构温度 特性的第一和 第二因素,并且两种效应下的温度灵敏度均随多模光纤纤芯直径的减小而增大,但变化方向 相反;而多模 光纤的热膨胀效应对SMS光纤结构的温度特性影响很小,可以忽略;各热效应同时作用下, 多模光纤纤芯 直径对温度灵敏度基本没有影响,灵敏度约为12.5pm/℃。     

浅谈单模光纤和多模光纤

在光纤通信系统中,用于传输信息的光纤按其传输特性又要分为单模光纤和多模光纤,在此我就其传导模式,各自特性及一些重要参量对单模光纤和多模光纤进行简单介绍。 一、光纤的传导模式 我们知道,由于光在不同介质中的传播速度不同,光线经过两个不同介质的交界面时,就产生折射。当光线由光密媒质射向光疏媒质,其折射角将比入射角大。我们适当改变入射角时,会使折射角Qo=     

单模-多模光纤产生系列Bottle beam

提出一种利用多模光纤的多模干涉效应在自由空间中获得多个局域空心光（Bottle beam）的新方法。单模-多模光纤结构是一段多模光纤无偏心地连接到一段单模光纤上,光由单模光纤传输到多模光纤激发产生一系列的LP0,n 模,由于多模干涉效应在多模光纤中相互叠加,当入射到自由空间后形成了多个Bottle beam。文中对光束传输过程进行理论分析并利用Matlab 进行仿真实验, 结果表明在自由空间中可以获得系列Bottle beam。当多模光纤纤芯直径分别为45 m,60 m 和90 m 时所选择的光场段内的Bottle beam 的尺寸大小基本相同（约400 m20 m）,而第一个空间暗域沿轴向两侧相对光强差值分别为0.62,0.41 和0.11,可见当多模光纤的纤芯直径越大时所得到的Bottle beam 暗域的轴向两侧光强越相近,因此也越有利于囚禁微粒。     

宽带光源入射下单模-多模-单模全光纤电流传感器特性研究

建立了基于单模-多模-单模光纤结构和磁流体的全光纤电流传感器,此传感器能够通过检测透射光谱的特征波长漂移和传输损耗变化两种方法来探测电流。对于第一种方法,得到电流灵敏度为1243.7pm/A[77.9pm/Oe,1Oe=1/(4π)×103 A/m];对于第二种方法,传感特性依赖于波长的选择,分析了不同波长条件下传感器传输损耗的变化特性。结果表明:选择单波长时,传感特性受波长的影响,且传输损耗变化小,从而灵敏度小;使用宽波长范围内的总传输损耗时,传输损耗变化大,电流检测灵敏度大大加强,所得灵敏度为506.2dB/A(31.7dB/Oe),分别是单波长1529nm和1611nm下灵敏度的337倍和723倍。在自发辐射宽带光源入射条件下,利用探测器直接检测传感器输出光强的变化,得到26.8V/A(1.7V/Oe)的电流灵敏度。     

单模光纤与多模光纤的色散

色散是光纤的传输特性之一。由于不同波长光脉冲在光纤中具有不同的传播速度,因此,色散反应了光脉冲沿光纤传播时的展宽。光纤的色散现象对光纤通信极为不利。光纤数字通信传输的是一系列脉冲码,光纤在传输中的脉冲展宽,导致了脉冲与脉冲相重叠现象,即产生了码可干扰,从而形成传输码的失误,造成差错。为避免误码出现,就要拉长脉冲间距,导致传输速率降低,从而减少了通信容量。另一方面,光纤脉冲的展宽程度随着传输距离的增长而越来越严重。因此,为了避免误码,光纤的传输距离也要缩短。光纤的色散可分为：     

使用多模光纤实现光纤放大器和激光器单模工作的新方法

本文介绍了一种使用多模光纤实现放大器和激光器单模工作的新方法,这种光纤放大器和激光器的增益光纤是绕成圈的多模光纤。这种技术可大幅度提高光纤放大器和激光器的光输出功率并保持优异的束质量。     

同时具备单模和多模测试功能的小型光时域反射计

Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ公司的ＴｅｋＲａｎｇｅｒＴＦＳ３０３１小型ＯＴＤＲ（光时域反射计）是取代其前身ＴＦＳ３的第二代产品。它的主要特点是配备了“Ｉｎ－ｔｅｌｌｉＴｒａｃｅ（智能跟踪）”技术。同时；ＴＦＳ３０３１也是世界上第一台同时配备单模和多模测试功能的小型ＯＴＤＲ。其独特双接口设计使用户可作单模及多模光纤测试而不需要更换插件。用户可在ＴＦＳ３０３１上配备４种不同波长，包括单模１３１０和１５９０ｕｍ，多模８５０和１３００ｎｍ。ＴＦＳ３０３１具有优异的光学性能，在进行单模测试时，采用不同的选件，１５５…     

高灵敏度多模干涉-异质无芯光纤折射率传感器

基于多模干涉理论和自映像效应,设计了一种高灵敏度多模干涉-异质无芯(SNS)光纤折射率传感器。利用纤芯失配在包层激发的高阶模与无芯光纤中产生的基模耦合产生多模干涉来实现其对折射率的传感测量。应用波束传播法(BPM)数值模拟了传感器在不同折射率条件下光的透射谱,讨论了无芯光纤的长度及外部环境折射率等参数对传感器性能的影响。通过无芯光纤SNS结构传感器的样品制备,测试了多组不同浓度蔗糖溶液下的透射谱,实验结果与数值模拟结果一致。结果表明:在折射率1.330~1.419范围内,透射谷的波长灵敏度达到189nm/RIU,透射率灵敏度达到-40%/RIU。     

多模与单模光纤级联系统对激光束的传输

分析了激光束在光纤中的非线性传输损耗,理论上证明了受激布里渊散射(SBS)是光纤传输能力的主要限制因素;实验上在532nm波段对长度为5m,纤芯半径为1.75μm,数值孔径(NA)为0.11的单模光纤的传输能力进行了测定,结果与理论一致。采用模场耦合理论,推导出多模光纤与单模光纤的直接耦合效率表达式,计算得到耦合效率与所选用的多模光纤和单模光纤的纤芯芯径之间的模拟关系。激光器输出波长为532nm;多模光纤的数值孔径为0.11,纤芯半径为12.5μm;单模光纤的数值孔径为0.11,纤芯半径为1.75μm,实验结果与理论基本吻合。根据理论和实验结果,设计出多模光纤与单模光纤混合传输方案,在柔性传输较高激光功率的同时可以得到高光束质量。     

弯曲双锥单模光纤的研究

本文从理论上确定弯曲双锥单模光纤的模耦合区域,分析了光纤芯和光纤包层的光功率传输。在弯曲角大于6°时,理论结果和实验结果也能很好地一致。