基于耦合模理论的光纤耦合器应变特性研究

根据单模光纤耦合器的输出功率的比值对耦合区长度变化敏感的特点,分析了熔融拉锥型光纤耦合器的工作原理。采用螺旋测微仪对光纤耦合器的应变特性进行研究,避免了悬臂梁结构自重、梁的振动等不可控因素对测量结果的影响,有效提高了测量精度。同时详细分析了环境温度以及光纤耦合器的横向应变对试验结果的影响。实验证明,熔融拉锥式单模光纤耦合器不但具有应力敏感性,而且随应变呈线性单调变化,同时也具有较好的温度稳定性和横向抗干扰性。     

熔融度对熔锥型光纤耦合器特性影响研究

光纤耦合器是现代光纤器件的一个主要部分,熔融拉锥方法是目前制造光纤耦合器应用最广的方法。熔锥型光纤耦合器在制作过程中受到很多种因素影响,文本主要研究熔融度对熔锥型光纤耦合器分特性的影响研究。本文选用合适的连续函数描述了熔锥型光纤耦合器在制作过程中锥形区的渐变特性和熔融度的关系,并建立熔融性光纤耦合器的结构模型。利用数值模拟的方法,讨论了光纤耦合器在不同的熔融度情况下,分光比、插入损耗、附加损耗的变化情况。得出熔融性光纤耦合器的分光比随熔融度周期变化,对于同一种光纤耦合器,周期随着熔融度增加而越来越小。对于不同光纤耦合器,随着光纤耦合器的长度减小,每个周期的长度增加。这对生产中控制光纤耦合器分光比提供了重要的理论依据。     

均匀和线性啁啾光纤布拉格光栅对光栅耦合器型上下话路滤波器的下话路带宽的影响

在光纤耦合器的耦合区写入光纤布拉格光栅是实现全光纤型上下话路滤波器的一种有效方法.为了分析将均匀光纤布拉格光栅和线性啁啾光纤布拉格光栅分别写入光纤耦合器的耦合区时,对光纤光栅辅助失配耦合器型上下话路滤波器的下话路带宽的影响,采用波长为248nm的紫外光,在由标准单模光纤和高掺锗光敏光纤熔融拉锥制作的2×2光纤失配耦合器上分别写入均匀光纤布拉格光栅和线性啁啾光纤布拉格光栅,实验制作了均匀光纤布拉格光栅辅助失配耦合器型上下话路滤波器和线性啁啾光纤布拉格光栅辅助失配耦合器型上下话路滤波器.经测试,在下话路端口,前者的3dB带宽和20dB带宽分别约为0.1nm和0.3nm;后者的3dB带宽和20dB带宽分别约为0.8nm和2nm.实验结果与理论分析具有较好的一致性,这说明可以通过调节在光纤失配耦合器的耦合区的均匀部分写入的线性啁啾光纤布拉格光栅的啁啾量来调节所制器件的下话路带宽.     

熔锥光纤耦合器的温度响应

在光通信技术中,光耦合器是一类能使传输中光信号在特殊结构的耦合区发生耦合,并进行再分配的器件,本文对单模熔锥光纤耦合器的耦合比与温度的关系进行了研究,实验表明耦合器的耦合比不但对温度变化敏感,而且变化有单调性,因此,增敏后的熔锥型单模光纤耦合器是一种有潜力的光纤温度传感器。     

熔锥型光纤耦合器制作参数测定与分析

光纤耦合器是一种用于实现光分路与合路的光元源器件,它在光纤通信与信号处理等方面得到了十分广泛的应用。本文主要研究分析不同分光比对制作2×2光纤耦合器的影响,得出了基于OC-2020型光纤熔融拉锥机制作分光比为50%、60%、70%、80%、90%的耦合器时的最佳设定分光比。     

同时测量曲率和温度的高灵敏度光纤传感器

提出了一种基于光纤模式干涉仪的同时测量曲率和温度的传感器。采用多模—光纤锥—多模光纤熔接方式形成光纤模式干涉仪,多模光纤(MMF)作为耦合波导长度设置为半自聚焦长度,将纤芯中大部分能量耦合至包层中,以此激发高阶包层模式,对中间单模光纤(SMF)进行熔融拉锥处理,进一步激发高阶包层模式并控制包层损耗,增加干涉条纹消光比,从而增加传感器的灵敏度。通过检测干涉谷值波长以及干涉谷值功率的变化,实现对曲率和温度的高灵敏度同时探测,设计的光纤模式干涉仪的消光比高达40 dB,曲率灵敏度高达141.63 dB/m~(-1),温度灵敏度为71.43 pm/℃。     

光纤器件流变制造温控系统研制

熔融拉锥法是制作熔锥型光纤器件的基本工艺，常采用火焰加热。由于火焰形成的温度场不稳定，严重影响了耦合器等光纤器件性能的一致性。设计了一种以电阻加热器为发热元件的PID温控系统．建立了其数学模型，运用MATLAB计算出控制参数，采用所得PID控制参数，经过在线调试，获得了良好的控制效果.     

耦合型光纤应变传感器监测钢筋混凝土梁实验

对已达到要求耦合比的熔锥型单模光纤耦合器,继续用低温火焰烧灼耦合区制成了用于测量建筑物应变的耦合型光纤应变传感器,并用环氧树脂将其粘贴在实际的钢筋混凝土梁上与传统电阻应变片同时进行应变测试,试验结果表明,这种传感器实际测量钢筋混凝土的拉、压应变与电测值的差别,当应变超过80 με时都在10%以内,可以在工程实际中使用.     

单模光纤耦合声发射传感器及其应用研究

根据声发射引起的扰动振动现象.提出采用单模光纤耦合器检测振动的声发射探测技术.单模光纤耦合传感器耦合输出与传感器耦合区长度和振动频率有确定的函数关系.分析和设计了熔锥耦合型单模光纤声发射振动传感器.搭建了相应的等强度悬臂梁振动监测及解调系统,通过与当前使用的压电振动传感器的室内实验,对比测试冲击信号和周期信号,验证了该传感器能有效实现振动扰动的检测.结合岩石试件破裂实验,进一步验证光纤耦合声发射振动传感器是能实现岩石声发射检测的一种新的检测技术方法.光纤耦合振动传感器以其灵敏度高,制作简单,抗干扰能力强,性价比高,使用简单等优点在其他光纤传感器和传统的电类传感器中,具有不可比拟的应用前景.     

基于磁流体包覆微纳光纤布拉格光栅的磁场传感特性研究

本文提出了一种基于磁流体包覆的微纳布拉格光纤光栅(MF-BG)的磁场传感器。采用氢氧焰熔融拉锥和紫外光曝光的方法制作了具有不同直径的基于微纳光纤的布拉格光栅,随着光纤直径的减小,其有效折射率对环境折射率变化的灵敏度随环境折射率的增大而非线性增大,但损耗也随之增加。实验结果表明,被磁流体包覆的直径为9.24μm的MF-BG,在0-40mT和40-160mT磁场范围内,分别获得了36.2pm/mT和3.6pm/mT的波长灵敏度以及81.15%和94.83%的线性拟合度。     

光纤表面等离子体波传感器中共振波长的理论计算

光纤SPR传感器是一种新型传感器,可在多个领域实现远距离实时在线监测.根据表面等离子体波的共振条件计算了光纤SPR传感器的关键参数--共振波长,并且给出在一定条件下传感器的最大量程.为光纤SPR传感器的设计提供了有力的工具.     

基于光谱检测的光纤温度传感器

一种应用波长原理的光纤测温新技术 ,这种波长技术是基于某些半导体 (如GaAs)的光学吸收限产生的频移 ,半导体小棱镜粘在远离光纤测头的一端 ,并用一个快速扫描分光计来检测靠近探头处宽带光源的吸收频移 ,这种分光计由衍射光栅和阵列式硅光电探测器组成。系统的测温范围在 2 0℃至 175℃     

写入参数对光纤布喇格光栅反射特性指标的影响

给出了光纤光栅各种制作方法间的相互关系框图.用Matlab数值仿真方法研究了光栅初始写入参数对其峰值反射率和反射带宽的影响规律.此外分析了波分复用系统中传感光栅峰值反射率对其测量范围的影响,以及通信系统中光栅滤波器的波长选择问题.研究结果有助于指导光栅制作,并根据具体应用场合的需求选择光栅参数.     

便携式数字X射线光锥耦合CCD成像系统研究

与光学透镜和CCD的耦合方法相比,光锥和CCD的耦合器件具有体积小、重量轻、耦合效率高的特点。分析了光锥和CCD的耦合效率对整个成像系统信噪比的影响,阐述了光锥和像增强器、CCD的耦合方法。实验测试结果表明:成像系统的空间分辨力达到4lpixel/mm;对人手的X射线透视结果表明:手部骨骼轮廓清晰,能够对其病变做出准确诊断。     

一种基于感声波纹结构的光学式声传感器

设计了一种基于硅MEMS敏感结构的光学式声传感器,其光学调制原理采用强度调制型,微敏感结构采用具有低应力波纹结构的感声薄膜芯片。对光纤与微敏感结构耦合技术进行实验研究,优化光学参数,并制作传感器样品。经实验测试,灵敏度达80mV/Pa。     

垂直纳米光栅耦合器耦合效率分析与测试

介绍了基于Sol纳米光栅耦合器的理论研究及测试方法,系统研究了光栅参数对光栅耦合效率的影响,在占空比为1:1的基础上,对不同光栅槽深作了相应的理论分析,同时,还对不同角度的入射光作了相应的研究,经过仿真在入射角为10°时,对于波长为l 550 nm的入射光其耦合效率最高.除此之外,通过在光栅表面添加增透膜使其耦合效率在...     

光网络中波长转换器的优化放置问题求解

基于分层图模型,提出了一种的简化的计算具有波长转换器光网络中光链路阻塞率的数学模型和公式,并应用于遗传算法的迭代函数,通过遗传算法对波长转换器在光网络中的优化放置问题进行求解,分析了波长转换器的最优放置和波长转换器的最小使用数量。通过在美国自然科学基金网(NSFNet)的仿真模拟,得出了使用部分和全部波长转换时的网络阻塞特性。     

基于光纤辐射效应的温度传感器工作波长研究

辐射后光纤的损耗值显著增加,这种现象被称为光纤辐射致衰减（ RIA）效应。基于RIA效应的温度特性,搭建了一种新型的光纤温度传感器。为选择合适的传感器工作波长,基于位形坐标模型理论对锗磷（ Ge/P）共掺杂光纤在825～1500 nm范围内的RIA谱特性进行了研究,发现短波段光纤RIA对温度的依赖性明显优于长波段。选用了常见的850 nm普通单模光纤作为敏感光纤,搭建光纤温度传感器,最后对所搭建温度传感器的性能指标做出了评估。