光纤耦合器熔融拉锥粘弹性建模与分析

根据热粘弹流变理论和时温等效原理，以广义Maxwell模型模拟高温下熔融光纤玻璃的粘弹特性，建立了光纤耦合器熔融拉锥过程热粘弹数值分析模型，采用热电偶和电位差计测定了气体火焰的温度；并以此温度场作为边界条件，结合有限元软件对光纤耦合器熔融拉锥过程进行热瞬态数值分析，得到了光纤耦合器在熔融拉伸过程中的应力应变场。实验结果表明：当最高温度为1171℃，拉伸速度为0．15μm/s时，最大拉应力为20．0MPa；光纤内部的最大等效应力与拉锥速度呈正比，且在拉伸的过程进行大约0.4s后光纤内部应力达到稳定。     

熔融拉锥型光纤耦合器实验研究

根据光纤的消逝场耦合模理论，论述了熔融拉锥型光纤耦合器的工作原理；以六轴型熔融拉锥机为实验平台，研究了熔融拉锥法制作3dB单模光纤耦合器的过程；分析了拉伸速度与附加损耗厦损耗偏差的关系，发现拉伸速度为150μm／s时，耦合器的性能达到最优；此外，利用光学测试系统测试了光纤耦合器的插入损耗、附加损耗、方向性与均匀性等光谱特性参数。研究结果表明，所得实验结果与耦合理论分析结果吻合，说明该方法具有制作过程简单、附加损耗低、环境稳定以及成本低麻等优点。     

熔融拉锥控制系统的改进

光纤耦合器是光纤系统中的一种重要无源器件，已广泛地应用于光纤通信网、光纤传感器以及相干光检测中，因此制造符合要求的、性能可靠的、大批量的光纤耦合器越来越受到人们的重视．为了减小加工过程中操作的不一致性，提高系统稳定性和产品成品率，在当前普遍采用的熔融拉锥控制系统的基础上，提出了两点改进方案，即通过增加张力传感装置和图像处理系统，使控制系统的自动化程度更高，从而进一步减少人为因素的影响．实际生产中的结果证明，采用改进后的控制系统，无论是加工标准耦合器还是保偏耦合器，在拥有较好参数的同时，还可以获得更高的成品率．     

光纤耦合器对光谱响应的研究

 通过对耦合的理论分析,模拟了实际的拉锥过程,构建了光纤耦合器对光谱响应特性的理论模型。详细分析了不同熔烧长度和不同拉伸距离对光谱响应的影响,熔烧长度越短,拉锥曲线震荡越剧烈,到达归一化光功率为0.5所需要的拉伸长度越短,会出现更多的震荡包络;拉伸距离越长,产生的包络震荡越多,波长间隔越密,对光谱响应越为敏感,从实验中验证其合理性。这一模型的建立将大大减少实际工作中的盲目性,对光纤耦合器制作有一定的指导意义。     

光纤熔融拉锥的形状函数

根据体积守恒条件导出光纤熔融拉锥形状函数的微分方程,并由边界条件和有效熔融区长度参量获得方程显解.该解析解能方便、精确和完整地描述不同熔融拉伸过程中光纤锥形的动态变化,以图表形式提供的大量实验数据表明,实验结果与理论计算相当吻合.最后,在已知初始熔融区长度的情况下,该解可以预知在任意拉伸长度下熔融拉锥光纤锥区的直径分布.     

新型2×2单模双锥光纤耦合器的研制

对２×２单模光纤耦合器进行了理论分析，并介绍了熔锥型单模光纤耦合器的制作及其性能测试．     

光纤耦合器预拉时熔锥区的热分析

以六轴光纤耦舍机为实验平台,利用热电偶和电位差计测得熔融拉锥时火焰的温度分布,并以此温度场作为温度边界条件,运用有限元方法,对预拉过程的光纤熔融拉锥区温度场进行热瞬态数值分析,得到了温度达到稳定所需的时间(约为10 s),为确定预烧时间提供依据,从而防止由于光纤预热不充分而产生脆断的现象;得到了光纤熔锥区预拉时的温度场分布以及光纤截面温度分布的不均匀性.在火焰区,纤芯的温度低,表层的温度高,温度相差达1.5℃;而在火焰边缘,表层的温度低,纤芯的温度高,温度相差约0.5℃.     

阵列波导光栅解调的光纤光栅振动频率检测技术

提出一种基于阵列波导光栅相对强度解调的光纤光栅振动频率检测方法．振动引起的光纤光栅布拉格波长漂移由阵列波导光栅中相对应的2个相邻输出通道的相对光强变化进行解调,利用数据采集卡和虚拟仪器软件对其光电转换信号进行数据采集和频谱分析可得到振动频率．实验结果表明,该方法测出的振动频率与振动源设置的频率相吻合,且可有效消除由光源不稳定、微弯损耗等引起的误差影响,能够更方便实现准分布式光纤光栅振动传感系统的快速、准确测量．     

光纤光栅振动传感实验研究

采用匹配光纤光栅解调的方法,对光纤光栅振动传感进行了实验研究,实验结果表明,采用本实验中振动传感器的结构,在低频范围内是可行的。     

基于光纤光栅的振动参数监测及信号处理系统

针对光纤光栅传感与其他传感技术相比,有其独特的优点,对光纤光栅传感器进行了理论分析,建立了通过测量光纤光栅传感元件的波长而得到振动参数的理论模型,介绍了测量信号处理系统的结构,作了光纤光栅传感器与加速度传感器的振动参数监测实验,并对实验结果进行了比较。结果表明,光纤光栅传感器的性能很好,可以用于低频振动结构的动态实时监测。     

基于FFT的光纤光栅机械振动监测系统研究

应用光纤布拉格光栅传感技术,设计了一种光纤光栅机械振动监测系统,该系统通过对传感器返回的实时振动信号做快速解调,从而实现了振动频率、加速度、速度、位移等多参数监测与远程传输,同时提供了完善的数据分析与显示功能。试验结果显示,该系统可有效应用于涡轮发动机、煤矿通风机等机械设备的振动监测中,为机械设备的故障诊断提供了软件支持。     

基于熔锥光纤耦合器的溶液浓度传感器

利用2×2熔锥型光纤耦合器,提出一种检测溶液浓度的新方法.首先,根据熔融光纤拉伸锥形曲线和超模耦合器理论,分析计算出熔锥型光纤耦合器输出分光可见度与其耦合锥区外部介质折射率的关系曲线;然后,实验上将2×2单模光纤耦合器浸入一种溶液中,当光经过熔锥耦合区后,其耦合分光可见度将随锥区外部的溶液浓度（折射率）而变化.由此,可实现对溶液浓度的检测.理论计算和实验结果有较好的一致性.     

光纤变压器绕组温度在线检测系统

针对变压器内绕组易发热的情况,研制了一种新型的光纤式温度在线检测系统。该系统基于光纤Bragg光栅传感原理,对接收到的光信号进行解调,实现对变压器绕组上易发热点进行实时在线监测。光纤光栅测温系统具有抗电磁干扰能力强、体积小、耐腐蚀、绝缘性能强等优点,对变压器整体的智能化测试有重要意义。     

光纤Bragg光栅及其光学特性测量

光纤Bragg光栅的研究和应用已成为当前光通信国际热点技术课题.扼要介绍了光纤Bragg光栅的工作原理和主要光学特性,着重描述用实验室常用仪器测量其主要光学特性的方法.     

光子晶体光纤及在光纤光栅中的应用

从光子晶体光纤(PCF)与普通光纤在光纤结构上的差异出发,简要分析了PCF的导光原理与单模特性,探讨了基于PCF的光纤光栅的稳定性,基于聚合物填充多孔光纤的长周期光纤光栅的温度调谐性能,以及纯结构性非光敏纤芯长周期光子晶体光纤光栅的原理,从一个方面说明了光子晶体光纤的潜在应用。     

光纤复合材料用光纤涂料性能研究

从复合材料对光纤涂料要求出发,对几种光纤涂料进行了讨论,并测试了采用有机硅改性聚酰亚胺和聚砜改性环氧树脂作为光纤涂料的光纤复合材料的弯曲性能的变化。