光源噪声对光纤光栅解调精度的影响

采用耦合模型理论对光纤光栅的传输特性进行了分析,运用矩阵法对均匀光纤光栅反射谱进行了数值模拟。分析了光学检测中的噪声来源,并对实验室条件下使用激光器时噪声的大小进行了估算和验证。通过对光源施加不同功率大小的噪声,并根据光纤光栅的反射谱来研究光源噪声对峰值检测的影响。实验表明,激光器的功率噪声对光纤光栅解调精度有很大影响,波长检测精度越高,噪声影响越大,在解调精度达到皮米级时,激光器的噪声应接近量子噪声的极限水平。为光纤光栅技术在高精度装备检测中的应用和研究提供理论基础。     

铒镱共掺调频光纤激光器

研究了一种新型的短腔铒镱共掺单纵模调频光纤激光器,推导了该类光源利用零差检测法时功率谱密度的理论表达式,进行了数值模拟,计算出了最大频偏量.激光器是由一段4 cm长的铒镱共掺光纤和两个窄线宽光纤布拉格光栅构成,通过对靠近抽运端光栅的长度调制实现了激光的频率调制.激光器线宽小于400 kHz,输出功率大于3 mW,最大频偏可以达到55 MHz,最大频偏量的实验结果与理论分析一致.     

一种新型的高功率双波长自相似抛物线脉冲激光器

基于正色散单模光纤、掺Yb3+增益光纤和多模光纤光栅,提出了一种可调高功率双波长自相似抛物线脉冲激光器。采用非线性薛定谔方程描述双波长自相似抛物线脉冲的传输和演化过程,并利用分步傅里叶方法进行数值模拟。输入脉冲在正色散单模光纤与掺镱增益光纤中产生自相似抛物线脉冲,多模光纤布拉格光栅对激光器进行双波长选择,通过调节偏振控制器实现双波长稳定运行。数值模拟分析结果表明该激光器的运行是可行且有效的。     

一种多参数光纤光栅波长调谐器的设计与研制

对基于应力、位移、空间角度的多参数可调谐的光纤光栅(FBG)波长调谐进行了理论分析和实验研究.根据推导出的波长调谐公式,数值模拟了光纤光栅波长受应力、位移、空间角度时的多种调谐关系.在模拟分析的基础上,设计了一种基于应力、位移、空间角度的多参数可调谐的光纤光栅波长调谐器,并进行了实验验证.实验表明基于应力、位移的调谐为线性调谐,各光栅调谐线性拟合度均达0.9975以上;基于角度的调谐近似满足正(余)弦调谐.理论分析和实验测量具有良好的一致性.     

两级串级拉曼全光纤激光器的数值模拟及分析

用双通结构理论对采用光纤光栅做腔镜的两级的串级拉曼激光器进行了数值模拟。在此基础上,分析了光纤长度、谐振腔损耗及输出镜反射率等因素对两级掺磷全光纤拉曼激光器的输出功率、阈值、斜率效率等输出特性的影响,并给出了串级拉曼激光器的优化设计参数。     

弱反馈光纤光栅外腔半导体激光器特性研究

分析了弱反馈光纤光栅外腔半导体激光器的工作原理 ,将反馈作用等效为光子寿命的改变 ,利用激光器简化多模速率方程理论计算了外腔激光器输出功率和边模抑制比随光栅反射率的变化关系 ,得出外腔激光器存在光栅最佳反射率的结论。并对用不同反射率光栅作外腔的半导体激光器进行了实验比较 ,对此结论进行了验证。实验中获得了边模抑制比达 2 5dB的单模输出     

线性啁啾光纤布喇格光栅反射谱的数值模拟

为了研究线性啁啾光纤布喇格光栅的特性,并进一步把它用于光纤激光器上,介绍了线性啁啾光纤布喇格光栅的耦合模理论,采用4阶Runge-Kutta法和传输矩阵法结合控制变量法,对线性啁啾光纤布喇格光栅反射率与啁啾系数、半峰全宽与光栅长度、反射率与直流纤芯折射率改变量之间的关系进行了数值模拟。结果表明,线性啁啾光纤布喇格光纤可以展宽带宽。基于这个结论,提出了利用线性啁啾光纤布喇格光栅作为光纤激光器腔镜,使输出谱线展宽,从而可作为宽带光源使用的方案。     

线性光纤光栅消啁啾方法的研究

本文利用解析和数值分析的方法分析了线性光纤光栅消啁啾的方法 ,给出光纤光栅参数的理论值 ;分析了耦合系数按反高斯函数变化的啁啾光纤光栅的色散 ,并利用它对增益开关分布反馈半导体激光器的输出脉冲进行消啁啾。数值分析和理论分析基本一致。     

光纤布喇格光栅的多层膜分析方法

提出并利用多层膜分析方法对光纤布喇格光栅进行了分析。数值模拟结果表明,该方法能较好地说明光栅的特性,与实验结果也能较好地吻合。该方法丰富了光纤光栅的理论。     

DFB光纤激光器最佳输出特性研究

采用传输矩阵法,对影响DFB掺铒光纤激光器输出功率的耦合因子、光栅长度进行了研究,数值分析了不同谐振腔损耗下最佳输出功率所对应的最佳光栅长度及耦合因子的变化。结果表明,在设计光纤激光器时,根据光纤光栅的制作损耗,优化光栅长度及耦合因子可以使光纤激光器的输出实现最佳化。这些结论对基于光纤激光器的结构优化具有指导意义。     

考虑光纤光栅反射率分布的外腔半导体激光器的理论模型

提出了等效腔近似下 ,包含光纤光栅反射率分布的光纤光栅外腔半导体激光器 (FGECL)的理论模型。数值分析表明 ,用该模型所得到的模式抑制比 (MSR)明显小于把光纤光栅反射率当成点函数 (即只在某一波长处有反射率 ,其余波长处反射率为 0 )来处理时所得到的模式抑制比。     

光纤光栅外腔半导体激光器理论模型分析与选取

为了讨论三腔镜近似或耦合腔近似两种等效腔模型对计算光纤光栅外腔半导体激光器等效反射率等参量的近似程度,挑选出最优的理论模型,采用数值计算的方法进行模拟仿真,得到了两种模型在采用切趾光纤Bragg光栅和非切趾光纤Bragg光栅情况下的阈值增益等特性曲线。结果表明,在采用切趾光纤Bragg光栅,特别是切趾深度较大的情况下,采用三腔镜近似模型更加符合实际情况。此研究结果对分析和设计单纵模光纤光栅外腔半导体激光器具有一定的参考价值。     

基于重叠光栅和啁啾光栅的双波长光纤激光器

研究光寻址电位传感器(LAPS)的器件噪声特性 。通过对LAPS半导体场效应器件的结构分析,建 立LAPS的理论模型,并进一步分析LAPS器件噪声信号的来源、种类及特性。以 pH缓冲液中H离子 浓度为检测对象,搭建基于NI采集卡和Labview环境的LAPS测试系统,对影响LAPS信号噪声 特性的光源 波长、光源调制频率、光源强度和Si衬底厚度等因素进行了仿真和实验研究。结果表明,增 大光源波长和光源强度 是提高输出信号幅值和信噪比(SNR)的最有效方法。     

Reflectivity-tunable fiber Bragg grating reflectors

We report a novel device that modulates the Bragg reflectivity of a fiber grating by exciting the transverse vibration of the fiber through an acoustic wave. The excitation of the transverse vibration, leading to fiber microbending, induces the coupling of the fiber core mode into cladding modes. This leads to the reduction of core-mode power and hence that of Bragg reflection. This mechanism provides us a means to control the reflectivity after a fiber Bragg grating is fabricated. The numerical results based on a simple micro-bending model agree well in trend with the experimental data     

光纤光栅的长度对其峰值反射率的影响

利用耦合模理论,数值分析了当光纤光栅(FBG)折射率变化为均匀分布、直流切趾高斯分布时,光纤光栅长度对其峰值反射率的影响。研究结果对光纤光栅外腔半导体激光器的设计和性能优化具有重要的意义。     

Modeling of short, single-frequency, fiber lasers in high-gainfiber

Grating gain must be accounted for when designing single-frequency fiber lasers which utilize intracore, erbium-doped, Bragg reflectors for cavity feedback, and mode selectivity. A closed-form solution, derived through coupled mode theory for the spectral reflectivity of an intracore Bragg phase grating in an amplifying fiber is derived and applied to the design of single-mode fiber lasers. Both analytical and experimental results are presented     

光纤光栅外腔半导体激光器的理论和实验分析

从耦合模理论出发,结合激光原理,研究了光纤光栅外腔半导体激光器(FBG-ECL)的理论模型．得到光纤光栅反射率的解析解。利用速率方程理论讨论FBG-ECL的高频响应特性。根据等效腔模型．讨论了耦合系数对FBG-ECL阈值特性的影响。指出存在最佳光纤光栅反射率．使得激光器不仅功率输出大,而且边模抑制比高。最后实测了不同反射率情况下激光器的激射光谱。     

用光纤光栅作外反馈的可调谐外腔半导体激光器

制作了一种以光纤光栅作为外反馈的半导体激光器。光纤光栅用紫外曝光法制作 ,反射率为 5 0 %。器件在5 0mA注入电流时 ,出纤功率高于 1mW ,主边模抑制比为 42dB。使用对光纤光栅施加应变和改变光栅温度的方法实现了输出激光波长的调谐 ,利用施加应变方法得到了 2nm范围的输出波长变化。     

全光纤转动拉曼激光雷达的光纤光栅分光技术研究?

设计了一款由可见光波段的光纤布喇格光栅和光纤耦合器构建的全光纤转动拉曼激光雷达分光系统。利用相位掩模板侧向成功刻写530 nm波段光纤布喇格光栅,并初步测试其透射谱和反射谱性能。为提高光纤光栅中心波长与大气氮气分子转动拉曼谱线的匹配特性,利用悬臂梁设计高调谐灵敏度的调谐系统。实验结果表明,成功研制的可见光波段光纤布喇格光栅其反射率约为95%,带宽约为0.3 nm,应力调谐系统可实现± 0.6 nm范围18 pm/r 的波长调谐。     

光纤光栅外腔半导体激光器改进模型分析

改进了基于耦合腔激光器模型的光纤光栅外腔激光器静态分析模型．在考虑了激光器和光纤光栅之间的耦合效率后．将光从激光器耦合进光纤光栅的耦合系数η1和从光纤光栅反馈回激光器的耦合系数η2推导进描述耦合腔的散射矩阵元中．修正了耦合腔模型的表达式。发现两个耦合系数η1ljη2之积的大小对增益曲线产生具体影响。分析表明短外腔及短的光纤光栅长度决定了损耗曲线最低处单纵模振荡．激光管芯与光纤端面的反射率也对阈值电流、边模抑制比产生明显影响．尤其对于激光器端面反射系数比较大的情况．可以通过仔细设计空气间隙的长度实现外腔模和法布单一珀罗(F-P)模式的匹配。