主动光纤

光纤通信领域中引起人们广泛关注的物理问题是光纤中的非线性效应，其中包括光纤受激喇曼散射和布里渊散射（ＢＳＲＳ，ＢＳＢＳ）、光纤克尔效应（ＢＫＦ）、光纤四波混频（ＢＦＷＭ）、光纤自相位调制（ＢＳＰＭ）与光孤子（Ｓｏｌｉｔｏｎ）效应等．这些效应赋予光纤以“主动性”，为其开辟了广阔的重要应用前景．本文从这些效应的基础─—耦合波方程出发，简明地阐述了它们的物理机制，并给出了一些有实际意义的重要结果，包括ＢＳＢＳ和ＢＳＲＳ的增益Ｇ、有效光纤长度Ｌ以及它们的临界功率ＰＢｃ和ＰＲｃ，ＢＫＦ的偏振特性，ＢＳＰＭ的临界功率 Ｐｃ，ＢＦＷＭ的相位匹配条件和新方法等等．文中还对这些效应在光放大等方面的应用以及目前的水平等作了概要介绍．     

重要的无源器件光纤光栅

 光纤光栅在调Q、锁模、单频、多波长等各种光纤激光器中有重要的应用价值。光栅的物理原理是光纤的光敏性,即光致折变效应。利用光纤在紫外光照射下产生的光致折变效应,在纤芯上形成周期性的折射率调制分布,从而对入射光波中相位匹配的频率产生相干反射．可以在典型的0．1到几十纳米的带宽(Δλ)内产生反射,反射率可以达到100％。光纤光栅的这一重要的波长选择特性使之成为光纤器件中一种最重要的无源器件,受到普遍关注。光纤光栅由最简单和最基本的均匀周期光纤布喇格光栅,发展到多种不同结构、不同特点的光纤光栅。     

光纤传感物理及其应用

光纤传感器是近十年来迅速发展起来的一种新型传感器．它具有抗电磁干扰、电绝缘性好、灵敏度高、重量轻等一系列优点，因而具有广阔的应用前景．目前已有测量温度、压力、位移、电流、电压等多种物理量的光纤传感器问世．本文介绍了振幅（强度）调制、相位调制、偏振态调制等几类光纤传感器的物理原理、基本特性及其应用概况．     

光纤布拉格光栅自致啁啾效应的研究

根据耦合模理论,采用传输矩阵法分析了相位掩模法制作的光纤布拉格光栅的反射谱特性.设计了一种新的写制光纤光栅的光路,利用高斯激光光束写制出具有短波自致啁啾效应的切趾光栅(栅长0.015 m).对具有短波自致啁啾效应的光纤光栅进行了物理切割(剩余光栅的长度分别取0.007 m和0.0055 m),得到了一种新型的具有长波自致啁啾效应的光纤光栅.原本的自致啁啾光栅反射谱中旁瓣分布在短波长方向,而得到的新型自致啁啾光栅的反射谱中长波长方向的旁瓣更为明显.基于对光纤布拉格光栅自致啁啾效应的分析,提出一种新型类高斯切趾函数,以此函数对自致啁啾效应进行数值模拟,得到了与实验结果相一致的光谱图.     

长周期光纤光栅和双锥形光纤问的倏逝波耦合作用

对长周期光纤光栅和双锥形光纤之间的倏逝波耦合作用进行了研究。理论分析和实验研究表明，由于锥形光纤和长周期光纤光栅物理边界外倏逝波之间的交叠，长周期光纤光栅产生的包层模，可以耦合到锥形光纤的包层模并从锥形光纤的纤芯输出。要获得高的耦合效率，应满足模式匹配的条件，同时要尽量减小两光纤之间的距离。耦合特性还与长周期光栅和双锥形光纤的相对位置有关，为获得高的耦合效率，耦合区应位于长周期光栅区的后面。这种倏逝波耦合作用，为监测实际应用系统中长周期光纤光栅的特性提供了一种新方法；为利用锥形光纤和长周期光纤光栅开发新型光纤器件，提供了一种可能的方案。     

低串扰的多波长光纤光栅色散补偿器

分析了光纤光栅色散补偿系统中的串扰，并比较了几种常用的多波长光纤光栅色散补偿器的串扰特性，结合串联的窄带光纤光栅和取样光纤光栅的优点，提出一种抑制光纤光栅色散补偿系统串扰的方法.它通过在邻近信道间引入随机时延差，既能改善取样光纤光栅的线性串扰特性，又能抑制交叉相位调制效应和四波混频等非线性串扰.使用该方法可以得到具有低串扰的多波长光纤光栅色散补偿器.     

光纤中的光孤子

叙述了光纤中光孤子形成的物理机理。即光纤中光孤子的形成是光纤中散射效应和相应调制效应相互制约、平衡的结果。     

光纤Bragg光栅压力传感机理研究

对光纤Bragg光栅的压力传感机理进行了理论研究。分析了引起光纤光栅中心波长偏移的各种物理效应，并对几种不同形式压力下各种物理效应所引起的灵敏度系数进行了计算。计算结果表明，纵向和横向压力灵敏度系数相反，屏蔽一个方向可获得较大的压力传感灵敏度；波导效应所引起的应变灵敏度系数都比弹光效应小几个数量级，因此可以忽略。并首次提出在不同方向的压力作用下，弹光效应对应变灵敏度具有不同的贡献。     

基于双峰谐振效应的镀金属长周期光纤光栅液体浓度传感器

利用长周期光纤光栅(LPFG)中的双峰谐振效应,结合表面等离子体共振(SPR)传感器的高灵敏度,提出了一种新型镀金属光纤光栅液体浓度传感器.采用双包层结构模型和耦合模理论,分析r镀金属长周期光纤光栅双峰效应的谐振特性,环境折射率的传感特性以及金属膜厚对双峰LPFG灵敏度的影响.实验上制作了具有双峰效应的镀银膜长周期光纤...     

光纤位移传感演示实验

光纤位移传感演示实验刘丽敏，苑立波（哈尔滨船舶工程学院物理部１５０００１）一、光纤传感技术简介光纤传感技术是伴随着光导纤维及光通信技术的发展而逐步形成的．在光通信系统中，光纤从作远距离传输光波信号的媒质，但是，在实际光传输过程中，光纤易受外界环境因素...     

利用偏振控制器连续调节光纤环镜的反射率

研究了一种新型光纤环镜(FLM)的原理与特性，这种FLM由在普通光纤环镜中插入光纤型偏振控制器(PC)构成.通过等效光路分析建立了该FLM的理论模型，并对其反射特性进行了数值模拟.研究表明，通过改变PC的状态，即改变其双折射效应的快轴取向或强度，可连续调节FLM的反射率，反射率谱具有宽带特性，主要受光纤耦合器工作带宽的影响.此外，对FLM的反射特性还进行了实验研究.实验结果也证实，通过调节PC状态，FLM反射率可在其最大和最小值之间连续调节，实验测得FLM最大和最小反射率分别可达93%和2%.根据PC双折 关键词： 光纤环镜 偏振控制器 光纤耦合器 反射率     

液芯光纤中的非线性效应

液芯光纤作为非线性介质不仅具有光纤本身所特有的各种特性,而且还具有液芯介质所决定的各种特性,在非线性光学效应的研究中具有理论和实用意义。我们已观察到几种在普通石英光纤中不曾观察到的非线性效应。本文着重报导在液芯光纤长增益条件下受激喇曼散射及其级联过程的实验结果。     

高平均功率光纤激光技术基础:模式

从具有不同模式特性的光纤激光研究现状出发,指出模式是光纤激光特性的核心参数之一。通过算例给出模式与光束质量之间的关系,引出模式分解技术是准确知晓模式组分和光束质量的关键,介绍常见的模式分解技术。针对模式不稳定效应这一限制光纤激光功率提升的新现象,归纳总结了不同因素对模式不稳定效应产生阈值的影响,梳理了提高阈值的物理原理和实现方法。从高阶模抑制、特定高阶模式和结构光场输出等三个方面介绍了光纤激光模式控制的最新进展。     

光子晶体光纤非线性特性的研究

光子晶体光纤是近年来出现的一种通常由单一介质构成，并由波长量级的空气孔构成微结构包层的新型光纤．文章介绍了光子晶体光纤的制作工艺、工作原理、基本特性、目前的研究重点和进展情况，重点评述了光子晶体光纤非线性特性方面的研究，特别是在超连续光谱的产生、光孤子效应以及频率变换等方面的实验和理论成果以及潜在的应用．     

侧面抛磨极化光纤的传输特性分析

针对侧面抛磨极化光纤的物理结构，提出了极化光纤的双金属包覆六层波导模型，并对其传输特性进行了分析。分析指出，由于金属电极镀在极化光纤的侧面抛磨平面上，极化光纤中传播的光具有偏振消光特性。对极化光纤的传输特性影响较大的器件结构参量为被抛磨侧面与纤芯的距离，以及紧邻阳极的绝缘胶厚度。     

新型光纤布拉格光栅温度自动补偿传感研究

将光纤布拉格光栅斜向粘贴于厚度相等的等腰三角形悬臂梁的侧面，利用光纤光栅啁啾效应，通过测量带宽进行多种力学量的传感研究。理论和实验均证明，该传感装置具有温度自动补偿功能。在位移、应力等参量的传感实验中获得了很好的线性响应，位移和应力传感的灵敏度分别为2.47nm/mm和2.26nm/N，光纤光栅实验带宽达15.5nm。     

基于光纤中三阶非线性效应的量子关联光子对制备

光纤中的三阶非线性效应可用于多种量子态的制备,为量子信息的研究提供了一种有效的工具。光纤波导结构具有非线性作用长度长以及传输损耗低的特点,这可使非线性效应显著增强;而且波导结构中所产生的量子态具有纯净的空间模式,这有利于量子态的收集和操控;此外现有光纤和光纤器件具有工艺成熟、稳定高效和成本低廉的特点,这使得基于光纤的量子光源具有小型化、低成本以及可与现有光纤网络高效集成的优势。对基于光纤的量子关联光子对的制备工作进行回顾,主要内容包括利用不同种类的光纤实现不同波段、不同频谱特性的关联光子对,以及不同自由度的纠缠关联光子对。     

光子晶体光纤

近几年来，光纤家族又增添了一个新的成员——光子晶体光纤。该光纤对于传统意义的光纤而言，其传输机理有着本质上的差别，因而无论是在通信领域还是在光纤传感领域，都引起了人们极大的兴趣。并被誉为下一代光纤。具有微观结构是光子晶体光纤的主要特点。按照传光机理，通常将光子晶体光纤分为两类：全内反射效应型和光子带隙效应型。本文简要的介绍并讨论了这两种光子晶体光纤有别于谱通光纤的基本特性。     

基于温度激励的光纤陀螺光纤环瞬态特性检测

光纤陀螺基于萨尼亚克效应测量垂直于光纤环平面的敏感轴方向上的旋转分量。光纤环是光纤陀螺的核心部件,光纤环的缠绕质量直接影响着光纤陀螺的整体性能,对光纤环的缠绕质量全面检测十分必要。针对目前光纤环检测手段的局限性,提出了一种基于温度激励的光纤陀螺光纤环瞬态特性检测方法,全面表征了光纤环的缠绕质量。建立了光纤环柱面坐标三维计算模型,采用有限元方法定量分析光纤环不对称度和局部温度激励位置精度对光纤环瞬态响应的影响,同时开展了光纤环温度激励相应实验,实验结果与光纤环三维物理模型数值计算结果相一致,在理论和实验上验证了光纤环瞬态特性检测方法的可行性。     

高平均功率光纤激光技术基础: (2) 谐振腔

概述光纤激光谐振腔的基本结构、主要组件及其功能,介绍高功率光纤激光谐振腔的发展现状。以光纤光栅为研究载体分析谐振腔时空频域多维特性。从中心波长、线宽和形态三个方面介绍谐振腔输出光谱特性调控的机理、方法与研究进展;从本征模与反射谱的关联角度介绍谐振腔输出模式调控的机理、方法与研究进展;介绍谐振腔瞬态时域特性建模的最新成果,指出时频特性的关联及其对非线性效应产生的影响。最后介绍两种无腔结构的高功率光纤激光。