光纤背向激光自发喇曼散射的温度效应研究

从理论和实验上研究了光纤背向激光自发喇曼散射的温度效应.光纤背向激光自发反斯托克斯喇曼散射、斯托克斯喇曼散射光的相对强度正比于光纤分子上、下能级粒子数的布居,依赖于温度.由于实际系统中,作为分光用的干涉滤光片不可能完全隔离背向瑞利散射光,因此,实际系统温度曲线比理论曲线低,本文给出了理论修正公式,提出了附加修正项,它与隔离度和波长有关.     

基于单模光纤的分布式温度传感器研制

在对光纤背向喇曼散射温度效应理论分析的基础上,研制了基于单模光纤的5km分布式温度传感器。实验比较了温度传感解调方法,选择反斯托克斯(Anti-Stokes)和斯托克斯(Stokes)背向喇曼散射光强度比值进行解调。介绍了系统的硬件组成和软件实现。实验表明,系统能精确地进行分布式测温,温度分辨率为1℃,空间分辨率为2m。     

有正向散射反馈的背向喇曼放大器理论

对各种非线性光学应用来讲,背向喇曼散射放大器是一种受欢迎的对象.本文为小型系统的设计给出了有正向散射反馈的背向喇曼放大器的理论.它可用来估计实验的主要定性特征.     

BaTiO_3和Ce:BaTiO_3单晶的高温喇曼散射研究

从室温至180℃测量了BaTiO_3和Ce:BaTiO_3单晶的偏振喇曼谱,在X(ZZ)Y几何配置下发现了三条频率分别为986,1204和1480cm~(-1)的新谱线.根据喇曼散射截面的温度依赖关系,确认这些新谱线对应二阶喇曼散射,而A_1(TO)谱中位于275和514cm~(-1)处的非对称宽峰则属于一阶喇曼散射.在此基础上,对立方相BaTiO_3的喇曼谱和结构相变机制进行了讨论.通过比较BaTiO_3与Ce:BaTiO_3喇曼谱随温度的变化,发现掺Ce降低了BaTiO_3晶体的Curie温度,与介电系数的测量结果相符.     

光纤分子背向散射的温度效应及其在 分布光纤温度传感网络上应用 研究的进展

讨论了光纤分子瑞利(Rayleigh)背向散射精细结构谱和光纤分子喇曼(Ra man)背向散射光谱及其温度效应,以及在分布型光纤温度传感网络上应用研究的进展。     

纤维光学

光纤及其传输理论TN252007021488在DCF光纤中放大的背向自发喇曼散射的增益特性=Gain character of amplified backward spontaneous Ramanscattering in DCFfiber[刊,中]/徐海峰(上海理工大学光学与电子信息工程学院.上海(200093)),张在宣…//光电工程.-2006,33(11).-97-100光脉冲沿色散补偿光纤(DCF)传输会产生背向自发喇曼散射,当入纤激光功率大于阈值时,出现放大的背向自发喇曼散射现象。实验发现,反斯托克斯(ASR)和斯托克斯(SR)自身脉冲光纤喇曼放大的阈值泵浦峰值脉冲功率是18.2W和14.5W。当入纤激光功率为52W时,背向SR和AS…     

光纤分子背向散射的温度效应与分布光纤温度传感网络

本文讨论了光纤分子瑞利（Rayleigh）背向散射精细结构谱和光纤分子喇曼（Raman）背向散射光谱及其温度效应。作者从实验中发现1550nm光纤分子瑞利（Rayleigh）背向散射的温度效应强于905nm;光纤分子瑞利（Rayleigh）背向散射强度与温度近似成正比关系;作者讨论了光纤分子背向Raman散射温度效应在分布式光纤温度传感网络上的应用。     

基于背向喇曼散射的分布式光纤温度传感器APD最佳雪崩增益的分析

本文分析了基于背向喇曼散射的分布式光纤温度传感器中光电接收用雪崩光电二极管雪崩增益对接收电路信噪比的影响,给出了使传感系统接收电路输出信号信噪比最大这一最佳意义下APD雪崩增益的表达式并进行了分析,实验结果和理论分析基本一致.     

光频域喇曼反射光纤温度传感器的频域参量设计

研究了功率调制型光频域反射技术空间采样函数的基本特征,得到了频域测量参量对测量距离和空间分辨率的基本限制;用数值计算模拟了功率调制型光频域光纤温度传感器的测量过程,通过比较模拟测量得到的喇曼反射强度空间分布因子对实际喇曼反射强度空间分布因子的再现程度,研究了调制频率范围、频率采样间隔以及起始调制频率对测量结果的影响,得出技术可行的最佳频域测量方案.     

BaTiO3和Ce:BaTiO3单晶的高温喇曼散射研究

从室温至180℃测量了BaTiO₃和Ce:BaTiO₃单晶的偏振喇曼谱,在X(ZZ)Y几何配置下发现了三条频率分别为986,1204和1480cm^-1的新谱线.根据喇曼散射截面的温度依赖关系,确认这些新谱线对应二阶喇曼散射,而A₁(TO)谱中位于275和514cm^-1处的非对称宽峰则属于一阶喇曼散射.在此基础上,对立方相BaTiO₃的喇曼谱和结构相变机制进行了讨论.通过比较B     

分布式光纤拉曼温度传感器的对称解调

提出了一种用于分布式光纤拉曼温度传感器的对称解调新方案,采用瑞利散射光时域反射仪(OTDR)曲线解调光纤的反斯托克斯散射光时域反射仪曲线。首先将测量温度范围分成数段,用传统解调方法获取待测温度,然后判断该温度属于哪段内,最后用该对称的数段边界标定温度解调得到偶数个温度测量值,取平均值作为测量值。该方法提高了系统的测温精度和稳定性,系统的测温误差在±0．05℃内,空间分辨力1 m。实验结果与理论分析一致。     

Temperature dependence of macrobending loss in all-fiber bend loss edge filter

A theoretical model for macrobending-induced temperature dependent loss (TDL) for a standard singlemode fiber (SMF28) with dual coating layers is presented, with good agreement demonstrated between theoretical calculations and experimental results. The impact of temperature on two examples of an all-fiber based edge filter is also investigated theoretically and experimentally and using the developed model, it is shown that it is possible to predict the impact of temperature variations on an all-fiber based edge filter.     

单频窄线宽分布布拉格反射光纤激光器研究

分析了单频窄线宽分布布拉格反射（DBR）光纤激光器的单模工作条件,在此基础上算出单模工作区域,制作了一个单频窄线宽分布布拉格反射光纤激光器。该激光器在波长为975.5nm的半导体激光器抽动下,在1556.91nm波长处。当抽运功率为55.35mW时输出功率可达1.43mW,频宽小于1.2MHz(受测量仪器分辨率限制）。经测量,该输出激光是稳定的单纵模输出。     

非轴向力下埋入式光纤传感器应变传递分析

利用剪滞法建立了当光纤光栅传感器的轴线和基体主应力的方向成一定角度时,光纤光栅传感器的测量应变与基体结构实际应变之间的关系,进而得出了光纤光栅传感器的平均应变传递率的一般公式。采用裸光纤光栅传感器进行实验,在倾斜角度α为30.72°时,实验所得的波长变化之比分别为:0.727,0.738,0.746;理论计算所得的波长变化之比为0.739,相对误差都在2%以内。同时分析了埋设角度偏差对测量结果的影响。研究结果表明,非轴向力作用下光纤光栅传感器的应变与结构基体应变之间的传递关系与其在轴向力作用下存在明显的区别,埋设角度的偏差会给测量结果造成一定的误差。     

可调谐光纤环形腔激光器输出特性的理论与实验研究

提出一种简单的理论模型,并通过数值模拟详细研究了可调谐光纤环形腔激光器的输出特性随掺铒光纤长度、输出耦合比、抽运功率、腔内损耗等参量的变化关系.理论分析得到,通过参量优化可以实现在铒离子增益范围内超过130nm带宽(1500—1630nm)的激光输出.实验获得了100nm带宽(15185—16185nm)的可调谐激光输出,激光器输出功率高,信噪比在大部分可调范围内高于60dB,实验结果与理论分析符合得较好 关键词： 掺铒光纤 光纤环形腔激光器 可调谐 光纤珐布里珀罗滤波器     

Temperature dependence of the refractive index of optical fibers

Many experimental investigations on the temperature dependence of the refractive index of optical fibers have been reported previously, however a satisfying theoretical explanation for it is still absent. In this paper, a theoretical model about the temperature dependence of the refractive index of optical fibers is presented and it is in agreement with the previous experimental results. This work is a significant reference for the research and development of temperature sensors based on optical fiber delay lines.     

双涂层光纤应变传感器的理论与实验研究

对带有聚合物涂敷层和缓冲层的光纤应变传感器的力学特性进行了研究，建立了双涂层光纤与基体材料相互作用的线弹性理论模型.理论研究表明：在小半径近似条件下，双涂层光纤的力学传递特性决定于涂覆层和缓冲层的弹性模量的相对值；当缓冲层的弹性模量远大于涂覆层时，其作用可忽略.实验中，将光纤传感器埋入基体材料内部，利用白光干涉应变测量方法，对平均应变传递系数进行了实验研究.实验结果与理论仿真具有较好的一致性.     

连续激光辐照GaAs材料损伤的数值模拟计算

基于热传导理论,构建了高斯分布的连续激光辐照GaAs材料的二维轴对称非稳态物理模型,且利用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics求解热传导方程得到了材料表面温度分布曲线以及光斑中心处温度沿厚度方向分布曲线,并得出GaAs材料的分解损伤时间与入射光功率密度的关系曲线.研究表明,在连续激光辐照下,GaAs材料可能会发生分解损伤,激光功率越高,材料被破坏所需的时间越短.理论计算结果与相关的实验结论一致,说明所建立的激光辐照效应模型具有科学性.     

柚子型微结构光纤Bragg光栅温度和应变传感特性研究

通过对柚子型微结构光纤Bragg光栅的多个反射峰的温度和应变传感特性进行的理论和实验 研究，得出柚子型微结构光纤Bragg光栅的反射波长与温度呈二次关系，且理论和实验二者 吻合较好; 同时发现每个反射峰的温度灵敏度不同.理论分析柚子型微结构光纤Bragg光栅的 反射波长与应变呈线性关系，实验得到了该种Bragg光栅的反射波长与应变的线性关系，实 验结果与理论分析相吻合.由于微结构光纤光栅反射谱中多个峰对温度和应变等物理量敏感 度不一致，这种Bragg光栅更适合应用到多参量传感领域. 关键词： 微结构光纤 光纤Bragg光栅 温度传感 应变传感