长周期光纤光栅耦合特性及模拟分析

本文采用简化的三层光纤模型,分析长周期光纤光栅的耦合特性,着重对包层模场分布及其与纤芯基模的耦合系数进行研究,运用计算机软件包Matlab进行建模计算,得出纤芯基模和一阶低次包层模的场、能量分布及其相互耦合规律.分析中应用了图解法和简化计算的方法,数值计算结果表明纤芯基模与一阶低次奇模的耦合要比其与一阶低次偶模的耦合强得多.该特征(耦合特性和图表)和国外报道相符.     

光纤光栅退火特性的研究

获得性能稳定的光纤光栅具有重要的意义,文章介绍了氢载光纤、B／Ge光纤两种光敏光纤的退火特性。经比较,B／Ge光纤经比氢载光纤具有更好的热稳定性。     

长周期光纤光栅

长周期光纤光栅作为一种重要的光无源器件,与所有光纤传感器一样具有抗电磁干扰、耐腐蚀、灵敏度高、体积小、与光纤系统兼容等优点,在光纤传感与光纤通信领域都有广泛的应用。本文对长周期光纤光栅的模式耦合原理、理论分析方法、光栅制备技术及其在光纤传感与光纤通信领域的主要应用进行了总结分析,其中制备技术主要总结了激光制备技术（包括紫外激光、二氧化碳激光、飞秒激光制备技术）与非激光制备技术（包括电弧放电、机械微弯、包层腐蚀、熔融拉锥、离子注入、超声调制技术）,分别介绍了长周期光纤光栅在温度、应变、弯曲、扭转和环境折射率、生化传感等方面的应用,对于光纤通信领域的应用则侧重于全光纤滤波器、模式转换器、起偏器、模式耦合器等方面。本文是按照教程论文的形式撰写的,旨在为相关领域的学生、科研工作者提供一个系统的介绍。     

长周期光纤光栅透射谱仿真的新方法

通过对基于三层简化模型的长周期光纤光栅模式耦合机理的研究,提出了一种仿真长周期光纤光栅透射谱的新方法.该方法并不需要象传统的仿真那样需--求出各损耗峰的位置和带宽,而是直接将某波长下纤芯基模与各奇次包层模式耦合的透射率作为该波长的总的透射率并据此求出整个光栅的透射谱.模拟结果与已有的实验结果进行了对比,结果吻合得相当好.与其它方法相比,该方法直观、简单,编程、调试容易,具有强的可操作性.     

光子晶体光纤长周期光栅的特性

将修正的矢量等效折射率模型和耦合模理论相结合,系统地研究了光子晶体光纤长周期光栅(PCFLPG)的特性.验证了光子晶体光纤长周期光栅的双谐振峰特性;定量地研究了光子晶体光纤结构参数如空气孔间距、相对孔径比和光栅参数如光栅周期、光栅长度、折射率调制深度和光栅啁啾量对光栅谐振峰强度和谐振波长的影响.研究结果为光子晶体光纤长周期光栅在光纤通信、光纤传感等方面的应用提供了理论依据.     

腐蚀长周期光纤光栅温度稳定性研究

长周期光纤光栅在光纤通信和传感等方面应用广泛,温度稳定性是其在实际应用中一个十分关键的问题。本文分析了腐蚀长周期光纤光栅(LPFG)温度特性,通过测试包层半径分别为62.5μm5、0μm、40.25μm和34.5μm的长周期光纤光栅的温度特性,得到了光栅温度灵敏度随着包层模半径的减小及耦合包层模阶次的升高而灵敏度减小,提出了提高长周期光纤光栅温度稳定性的新方法。     

镀膜级联长周期光纤光栅折射率传感研究

镀膜的级联长周期光纤光栅（Cascaded Long-Period Fiber Gratings, CLPFGs）对膜层的折射率及环境折射率有很高的敏感性, 可用作气体传感器或溶液浓度传感器。本文采用耦合模理论与传输矩阵法, 数值计算了不同薄膜厚度下镀膜CLPFGs干涉峰波长的相对变化率与薄膜折射率的相对变化率的比值, 及不同薄膜厚度下镀膜CLPFGs干涉峰波长的相对变化率与环境折射率的相对变化率的比值。选择恰当的镀膜厚度, 使镀膜CLPFGs传感器的灵敏度最优化, 结果表明镀膜CLPFGs传感器对薄膜折射率及环境折射率的分辨率可达10-5。     

用CO2激光写入制作的长周期光纤光栅的研究进展

用耦合模理论对长周期光纤光栅进行了简要分析．概要叙述了CO2激光写入制作的长周期光纤光栅技术的最新进展。     

积分法求解长周期光纤光栅透射谱研究

基于光纤光栅的模式耦合理论,用德拜势能法对纤芯、包层内的电磁场进行矢量分析,得到纤芯及各包层中的各矢量场分量的表达式,求解出纤芯和包层模的耦合常数和有效折射率后,利用数值积分的方法通过求解耦合模方程得到光纤光栅的透射率。积分法是一种较为精确的求解透射谱方法,为长周期光纤光栅的优化设计和其在光纤通信、光纤传感领域的高精度测量提供理论依据。     

长周期光纤光栅光谱响应与结构参数关系的研究

本文应用耦合模理论分析了长周期光栅的光谱特性。运用传输矩阵法模拟计算并分析了光栅结构,如折射率分布包格、平均折射率变化和啁啾系数的改变对长周期光栅光谱特性的影响,得到光谱响应规律,提供了长周期光纤光栅光谱特性设计的理论分析。     

长周期光纤光栅及其组合透射谱的仿真研究

根据耦合模理论及模耦合方程推导了长周期光纤光栅的透射系数、反射比以及级联长周期光纤光栅的透射系数表达式,用Matlab对其进行仿真研究,并总结了长周期光纤光栅透射谱特性随光栅长度、周期及耦合系数的变化规律,通过仿真实验,验证了系统特性.     

用于S波段光纤拉曼放大器增益平坦的长周期光纤光栅设计

根据实际所测得的S波段光纤拉曼放大器的信号增益谱,通过对长周期光纤光栅具体参数的选定,由两个长周期光纤光栅级联滤波的组合,可以使增益图谱在50 nm(1485-1535 nm)带宽内,增益平坦度达到±0.6dB以内.由三个长周期光纤光栅级联滤波组合,可以使增益图谱在49 nm(1490-1539 nm)带宽内,增益平坦度达到0.5 dB, 55 nm(1485-1540 nm)带宽内,增益平坦度达到1 dB.这对扩大长周期光纤光栅增益平坦滤波器的运用范围,扩大单泵浦S波段光纤拉曼放大器的有效增益带宽有着积极的意义.     

Ag-coated Long-period Fiber Grating

Based on coupled-mode theory, the eigenvalue equation of five-layered long-period fiber grating （LPFG） sensor with Ag film and gas-sensitive film overlays are firstly studied. The problem of resolving complex eigenvalue equation on five-layered LPFG is analyzed, and the method of resolution is also given. Then the eigenvalue equation of three-layered metal cladding LPFG is analyzed, and the complex transcendental equation is also discussed. The computing result shows that the coupling between the low order EH modes and the core mode is much stronger than that between the low-order HE modes and the core mode.     

长周期光纤光栅谐振波长及耦合系数的研究

运用Matlab7.0软件进行建模,研究发现,当光栅周期确定后,波长改变时高次包层模与导模耦合的谐振波长处于长波长处,而低次包层模式与导模耦合的谐振波长处于短波长处;光纤参数的变化对耦合系数的影响程度不同,耦合系数对纤芯半径的变化更敏感,特别是纤芯半径变小时,奇次耦合系数的最大值所对应的模式次数向相反方向漂移.由此可见,光纤参数的变化对谐振波长和耦合系数会产生一定的影响,而这些影响会进一步引起透射谱损耗峰的漂移和分裂.     

多参量和多功能型光纤光栅传感技术

介绍了多参量和多功能型光纤光栅传感技术的原理、发展历史和现状,重点介绍了利用基于光纤光栅的一个传感头同时测量多个参量的技术.详细分析了利用一个光纤光栅传感头同时测量温度和应变的原理和技术,对多参量传感中的传感头结构进行了总结和分类,提出并分析了新的多功能型光纤光栅多参量传感系统.     

Numerical Simulation on Broad-band Er-doped Superfluorescent Fiber Source Filter Using Long Period Chirped Fiber Grating

Given is an analysis of broad-band Er-doped superfluorescent fiber source（EDSFS） filter using long period chirped fiber grating by transmission matrix method. For our EDSFS attenuated amplitude demand and the flattened wavelength range demand, proposed are the key factors of designing such filters of high performances. The simulation result demonstrates that such type filters have an enough attenuation to flatten the dramatic increase in output amplified spontaneous emission（ASE） in the wavelength range of 1 529 nm～ 1 535 nm by choosing conformable fiber filter parameters such as chirped degree, original period, induced index change, length of the fiber filter, and then broad-band EDSFS could be achieved.     

长周期光纤光栅折射率敏感特性研究

从理论上分析了长周期光纤光栅折射率敏感的物理机制。并对其折射率敏持性进行了实验研究,实验测量与理论分析结果基本一致,折射率测量的最高分辨率可达９．１５＊１０＾－５;当周围介质折射率发生的变化时,ＬＰＧ的透射波形基本不变,采用具有不同折射率的介质封装光栅,可望实现对ＬＰＧ共振波长的大范围调谐。     

折射率剖面非均匀的少模光纤光栅的数值仿真

对折射率剖面非均匀的少模光纤Bragg光栅（FM-FBG）的反射特性进行了数值仿真。用shooting法数值求解了耦合模方程,得到了FM-FBG中线偏振模的反射谱。当不考虑光敏特性的饱和效应,且光纤芯对紫外光的吸收系数不变时,仿真结果表明,光纤纤芯对紫外光的吸收导致折射率变化横截面分布的不均匀,在不考虑饱和长度的情况下,模式间的互耦合峰总是存在的。线偏振模间的互耦合峰反射率随纤芯边界最大光致折射率变化的增大而呈二次形增长,LP01模、LP11模自耦合峰反射率也分别呈近似六次和四次多项式形增大。