基于侧边抛磨多模光纤的高灵敏度折射率传感器

提出一种可于生物传感的侧边抛磨多模光纤(SPMMF)折射率传感器。针对1.300~1.430折射率范围传感特性,研究了纤芯直径50.0、62.5和105.0μm的多模光纤(MMF)侧边抛磨不同深度时SPMMF折射率传感器的光谱特性和光功率传输特性。结果表明,在1.300~1.430折射率范围内,光纤纤芯直径和剩余半径(抛磨面到纤芯中心的距离)越小,传感器灵敏度越高;纤芯直径为50.0μm、剩余半径为0μm时,可以获得最高达42.23dB/RIU的灵敏度,最小分辨率为2.37×10-5RIU;纤芯直径为105.0μm、剩余半径30μm时,SPMMF折射率传感器仍有10-5 RIU量级的分辨率。     

侧边抛磨光纤的光传输特性研究

基于有限差分光束传播法，对侧边抛磨光纤的光传输特性进行了模拟计算。给出了应用自行研制的侧边光纤抛磨机的侧边抛磨光纤的制作方法，并研究了几个影响侧边抛磨光纤光传输特性的参量。实验表明，侧边抛磨光纤的抛磨面与纤芯的剩余厚度d越小，光功率衰减越大，对涂敷材料的折射率变化的灵敏度越大。在抛磨区域浸在折射率约为1．495的折射率液体的情况下，当d〈5μm时衰减明显增大。抛磨区长度越长，光功率衰减越大；抛磨表面越粗糙，光功率衰减也越大。     

侧边抛磨光纤泄漏光功率空间分布研究

侧边抛磨光纤技术发展迅速,越来越多的基于侧边抛磨光纤的光器件己用于实际.为了更好地优化制作此类器件,本文对侧边抛磨区泄漏光功率空闯分布进行了理论与实验分析.本文利用多层平板光波导模型对光纤侧边抛磨区涂覆不同折射率材料时,侧边抛磨区泄漏光功率的轴向出射方向进行了模拟计算,并进行了泄漏光功率空间分布的实验测试.分析结果表明.在不影响纤芯中光功率传输条件下,将抛磨区置于空气中,同时将光电探测器垂直置于抛磨平面上方,则可实现高效率接收侧边抛磨区泄漏光功率.     

带抛磨过渡区的侧边抛磨光纤波导传输特性分析

根据侧边抛磨光纤实验结果,建立了带抛磨过渡区侧边抛磨光纤的三维光学波导模型,用三维有限差分光束传输法计算和分析了侧边抛磨光纤的光传输特性.带抛磨过渡区光纤波导模型的计算结果与实验吻合较好,此模型较好地反映了在侧边抛磨光纤中的光功率传输特性.计算分析表明,侧边抛磨区的长度对侧边抛磨光纤光传输特性有影响,但在抛磨区长度小于...     

基于侧边抛磨光纤光栅双反射峰的折射率传感器

介绍了一种利用具有双布拉格反射峰效应的侧边抛磨光纤光栅(SPFBG)进行折射率测量的新型光纤折射率传感器.该传感器基于由轮式侧边抛磨法加工而成的侧边抛磨光纤光栅,通过将折射率液覆盖一部分抛磨区的方法在一根光纤光栅上获得两个布拉格反射峰.这两个布拉格反射峰差值与覆盖材料折射率有关,而与光纤光栅所受应力与环境温度无关,因此用这两个布拉格反射峰差值作为测量量对折射率测量,可减小应力与环境温度的影响,实现高精度的折射率传感测量.实验表明,当维持环境温度恒定时,光纤光栅轴向应变在线性变化范围内,该传感器测量折射率时不受应力与温度变化的影响.折射率液在1.4298～1.4479范围内,该传感器的折射率测量分辨率为0.0001.     

基于侧边抛磨光纤的侧面熔粘耦合的光纤耦合器

针对熔融拉锥法难以应用于制作特种光纤耦合器的情况,研究设计了一种适用于光子晶体光纤(PCF)或椭芯保偏光纤(ECPMF)等特种光纤耦合器制作的光纤侧边抛磨、侧面熔粘(FSA)耦合方法。通过建立仿真模型优化了光纤侧边抛磨的抛磨区包层剩余厚度等关键参数,利用侧边抛磨单模光纤(SMF)成功制作出FSA侧边抛磨光纤耦合器,并测试了光纤耦合器的相关特性参数。实验结果显示,侧面FSA耦合方法可制作耦合比(CR)为0～90%的特种光纤耦合器;所制作的光纤耦合器附加损耗(EL)小于0.5dB;在100nm光波长范围内,波长相关损耗(WDL)小于1dB;耦合输出端的偏振相关损耗(PDL)在光波长1310nm、1550nm处分别为0.30dB、0.45dB。研究结果验证了光纤侧边抛磨、侧面FSA耦合方法制作特种光纤耦合器的可行性,为有特殊要求的PCF或ECPMF等特种光纤耦合器制作奠定了方法基础。     

基于侧边抛磨与覆盖材料的光纤光栅温度补偿新方法

提出并演示验证了将负热光系数的聚合物材料覆盖在侧边抛磨光纤光栅的抛磨区实现光纤光栅温度补偿的新方法。实验结果表明,这种新方法的温度补偿效果良好,封装后的光纤光栅处在63～79℃的环境温度时,可使其温度敏感度降低为未补偿时的1/16;当处在58～101℃的环境温度时,其温度敏感度降低为未补偿时的1/4。温度补偿封装后的光纤光栅器件直径只有2mm,长度为20mm。     

侧边抛磨光纤聚合物热光复合波导的稳态温场分析

根据热传导理论,建立了用聚合物热光材料包裹侧边抛磨光纤并在其中埋入电极的热学模型,利用有限元方法对该模型的热场分布进行了数值计算与分析。在器件结构的三维模型中,考查了沿光纤传输的z方向以及光纤截面内的x,y方向,从这三个方向分析和比较了电极单条直放结构与电极螺绕排布结构时热光材料的温度场分布情况。本工作确定了用聚合物热光材料和侧边抛磨光纤来制作新型无源器件时,实现较优温度场分布的合适的电极排布结构方式。     

新型光控砷化镓/侧边抛磨太赫兹光纤调制器

太赫兹调制器作为太赫兹技术应用的重要器件之一,在太赫兹通信、成像和传感等领域具有广泛应用前景。但是目前太赫兹调制器调制深度、工作带宽、稳定性等有待提升,这制约了太赫兹技术的进一步推广与发展。基于此,设计并制备了一种新型光控砷化镓/侧边抛磨太赫兹光纤（SPTF）调制器,将砷化镓转移到太赫兹光纤抛磨区,增强太赫兹波倏逝场与砷化镓相互作用。在外置808 nm激光器照射下实现对太赫兹波幅度调制,调制深度达到97.4%。实验结果表明,这种新型的光纤调制器具有较好的光控调制效果。同时,该器件体积小、集成度高,具有广泛应用的潜力。     

多模光纤通信中的自适应功率分配光OFDM技术

为了解决多模光纤(MMF)通信系统中的自适应调制光正交频分复用(AMO-OFDM)技术存在的算法复杂度、自适应调制方案的具体硬件实现难度大等问题,本文提出了一种自适应功率分配光正交频分复用(APAO-OFDM)技术,并给出了一种高效的自适应功率分配算法.仿真结果表明,等信噪比(SNR)功率分配方式的APAO-OFDM技术能够获得与AMO-OFDM技术相近的最大传输速率性能,当最大传输速率低于14 Gbit/s时两者需要的发射光功率几乎相等.     

光载射频信号在多模塑料光纤中的传输特性研究

实验研究了光载射频信号在多模塑料光纤(POF)中的传输特性,将24GHz的正弦波信号与1.5Gbt/s的数字信号进行混频后再通过光强度调制器产生双边带调制光信号,将双边带调制信号通过多模POF发送至接收机,在接收机转化为24GHz的射频信号。实验结果表明,这种双边带调制的光载波射频信号可以在多模POF中传输50m后而功率代价可以忽略不计。     

Effect of Overlaid Material on Optical Transmission of Side-Polished Fiber Made by Wheel Side Polishing

The performance of optical power transmission through a side-polished fiber on which materials of different refractive indices were overlaid is investigated. The experiments show that the transmitted optical power through the side-polished fiber varies with the refractive index of the overlaid material. The result of our experiments fits well the theoretical calculation. Side-polished fiber manufactured by wheel polishing method can be used not only to control optical power transmission through the fiber core but also as a refractive index sensor.     

多模光纤带宽的计算与优化

文章对多模光纤的带宽进行了理论分析,并进行仿真计算和优化,找出了不同工作波长下多模光纤最优折射率指数(gopt),同时对50/125μm新一代多模光纤的带宽进行了分析.     

新一代多模光纤

按照以太网协议建设的光纤局域网的传输速率正迅速升级到1Gbit/s和10Gbit/s这时光纤提出了更高的要求。IEEE正在制定10Gbit/s以太网标准,10Gbit/s以太网标准将考虑采用新一代的多模光纤。文章产 叙述新一代多模光纤的发展前景,然后综述了新一代多模光纤概念、测量新一代多模光纤带宽的新方法和制造新一代多模光纤的技术。     

基于腐蚀型多模光纤的干涉型传感器实现温度和液位同时测量

提出了一种新颖的基于腐蚀型多模光纤(MMF)级联 的干涉型光纤传感器。在芯径为50μm的MMF1左侧熔接一段被腐蚀的芯径为105μm的大芯径MMF2构成传感区域。 实验中,MMF2的包 层采用HF溶液腐蚀的方法去除。由于纤芯失配,两段MMF内部均产生多种纤 芯模式,它们 之间相互干涉,随之产生一系列具有不同灵敏特性的干涉峰。利用干涉谱中不同波谷对温度 和液位的灵敏 度差异,实现对温度和液位的同时测量。测得3个波谷的温度灵敏度分别为0.066nm/℃、0.139nm/℃和 0.031nm/℃;通过对水和盐水的液位进行实验对比发现,传感器对盐水的液 位灵敏度较高,测得液位灵敏 度最高可达－1.251nm/mm。实验表明,本文传感系统成本低、结构 简单,可用于温度和液位的同时测量,在石油开采、生物制药等方面具有潜在的应用价值。     

高斯切趾光纤Bragg光栅折射率传感器特性研究

基于3层结构和双层结构光纤波导理论,对不同腐蚀深度的高斯切趾光纤Bragg光栅(H3G)的基模谐振波长与外部介质折射率(SRI)间的关系进行理论仿真,并通过实验研究其谐振波长、3 dB带宽及反射峰强度对SRI的响应特性.实验表明,随着SRI逐渐增大,基模谐振波长向长波方向的移动幅度越来越大,与仿真结果基本吻合;3 dB...     

双偏振微结构光纤光栅的折射率传感特性分析

研究了微结构光纤(MOF)布拉格光栅(FBG)的双偏振折射率传感特性。利用有限元方法对保偏微结构光纤(PM-MOF)的传输特性进行了分析,计算了传输特性曲线,分析了该种光纤单模传输的范围。同时结合耦合模理论,仿真了该种光纤均匀布拉格光栅在充入不同介质时的反射谱,得到两个偏振模LP0x1和LP0y1的中心波长差与介质折射率的关系曲线,通过特性曲线拟合出相应公式。同时,仿真了该光纤光栅的温度特性,研究结果表明,两个偏振模中心波长对温度响应相似,因此利用双偏振差分的方式来探测,具有较强的抗干扰能力,这一特性为光纤生物传感器的应用提供了理论依据。