级联双折射光纤环镜滤波特性的分析

从理论上研究了级联双折射光纤环镜滤波器的滤波特性，给出加隔离器与不加隔离器两种不同结构的串联双环镜滤波器透射光强的表达式，并对于两个环镜取不同的周期比时的滤波特性进行了数值模拟和分析.得出串联环镜滤波效果与级联顺序无关，光隔离器对滤波效果不会产生影响，只是增加了插入损耗.通过级联和改变两个环镜的双折射光纤长度比，可以获得不同的滤波效果.最后给出了多个环镜直接级联后透射光强的通项表达式，通过对通项式的理论分析可以设计不同的滤波器.     

高双折射光纤环镜改善40 GHz光时钟消光比的研究

时钟信号的好坏在同步、解复用和光判决中起着决定性的作用,双折射光纤环镜具有灵活可调的滤波特性,光时钟信号通过双折射环形镜可以使其消光比得到改善,从而提高时钟信号的质量。为此提出了利用高双折射光纤环形镜提高光时钟信号消光比的方案,数值上模拟了环形镜透射谱随双折射器件偏振延时量(Δt)、偏振控制器快慢轴角度以及偏振控制器所引入光程差的变化而变化的情况,并理论分析了消光比不理想的时钟信号经过环形镜后的光谱形式。用法布里-珀罗滤波器提取的40 GHz时钟信号进行实验,时钟经过环形镜后消光比改善了13 dB,实验结果和理论模拟得到了很好的匹配。     

多段双折射光纤构成环镜滤波器的滤波特性

讨论了多段双折射光纤构成环镜滤波器的滤波特性。从理论上得到了N段双折射光纤构成环镜滤波器滤波特性的结果;具体给出了N为1、2和3时的具体表达式;分析了所构成的环镜滤波器的偏振无关特性;讨论了双折射光纤的长度、拍长、双折射光纤之间夹角等因素对滤波器滤波特性的影响;最后,做了相关的实验验证。所得到的实验结果和理论模拟结果非常吻合。证实了理论的正确性。基于多段双折射光纤构造的滤波器。稳定性优于一般的全光纤马赫—曾德尔干涉仪型滤波器。具有结构简单,灵活性强,偏振无关,插入损耗小和成本低等优点,在光纤传感解调,调谐光纤激光器和光纤通信滤波器等领域具有巨大的应用前景。     

不同结构微光纤双结谐振器光谱特性理论和实验

基于环形谐振器和方向耦合器理论,提出了串联结构微光纤双结谐振器和并联结构微光纤双结谐振器的理论模型,推导了两谐振器中输出光场与输入光场之间的数学解析式,分析了两谐振器中光场的传输和耦合方向,及不同直径比的情况下其输出光谱的变化规律.数值模拟表明对于串联结构微光纤双结谐振器,位于其透射光谱包络下的透射峰数目等于其两环的直径比;对于并联结构微光纤双结谐振器,透射光谱中透射峰的数目随直径比的增加而增加,且每个直径比等间距的透射峰后会出现一个更窄的透射峰.实验制作了具有近似相等直径的串联结构微光纤双结谐振器和具有直径比近似为2的并联结构微光纤双结谐振器.两种结构的透射光谱均与理论模拟相一致,验证了理论分析的正确性.具有合适直径比的串联结构微光纤双结谐振器和并联结构微光纤双结谐振器在光学滤波器、微型激光器、传感器等方面有重要的应用.     

基于多模干涉滤波器和双折射滤波器的四波长可开关光纤激光器

设计了一种基于多模干涉滤波器和双折射滤波器的四波长可开关光纤激光器,理论分析了多模干涉滤波器和双折射滤波器及其级联结构的滤波特性.双折射滤波器能有效地抑制多模干涉滤波器的不规则边模.保偏掺铒光纤同时作为增益介质和滤波元件,优化多模光纤长度和保偏掺铒光纤长度保证了波长间隔的最佳匹配,级联滤波器的滤波周期为4.89 nm.调节偏振控制器,光纤激光器实现了单波长、双波长、三波长以及四波长可开关激光输出,输出激光的边模抑制比均大于40 dB,1h内波长波动均小于0.1 nm.     

基于半导体光放大器的可调谐多波长光纤激光器

报道了一种新型环形腔可调谐多波长光纤激光器，腔内以半导体光放大器为增益介质，利用高双折射光纤构成的高双折射环形镜的滤波特性，在室温下，获得了基本符合ITU-T标准100GHz的17个波长以上的稳定多波长输出.各信道峰值功率差小于6 dB，线宽小于0.102 nm，信噪比大于25 dB.通过调节高双折射环形镜内的偏振控制器状态实现了这一组波长整体在50GHz范围内连续可调谐.并利用实验方法，对该光纤激光器应用于掺铒光纤放大器对多信道放大性能测试的可行性进行了初步探讨.     

光纤放大器增益饱和对有源光纤环形腔滤波特性的影响

从理论和实验两个方面研究了有源光纤环形腔滤波器输入光功率对光纤放大器增益的影响及由此引起的对有源光纤环形腔滤波特性的影响。在考虑上述影响的情况下 ,对有源光纤环形腔滤波器参数的优化作了讨论     

高双折射Lyot-Sagnac环型平顶梳状滤波器(英文)

为了获得高消光比、窄线宽、信道间隔均匀的高性能梳状滤波器,提出了一种基于高双折射光纤梳状滤波器的结构设计,并利用传输矩阵法对设计的滤波器的滤波特性进行了理论研究.数值分析了该梳状滤波器中高双折射光纤、耦合器以及偏振控制器对梳状谱特性的影响.仿真结果表明,该滤波器信道间隔为50GHz,0.5dB带宽约为0.12nm,消光比高达30dB,满足25/50GHz梳状滤波器的要求.实验验证了推导的传输函数和波长间隔表达式的正确性,测得光谱隔离度可以达到22dB,0.5dB带宽大于波长间隔的30%.由于器件连接中存在各种损耗,实验所测的光谱隔离度总要低于理论值.理论分析、仿真结果与实验结果验证了该滤波器方案的有效性和可行性.     

双环、三纤互耦全光纤熔锥滤波器用正常色散的双折射光纤所作的暗孤子开关的开关条件

通过将熔锥结构中强、弱耦合段的总幅度耦合系数与滤波网络方程中的幅度耦合系数等效的方法,定量分析了双环、三纤互耦滤波器的频谱特性。实验滤波器通带特性的测试结果与理论分析基本吻合。所测滤波器的中心波长、抑制度、半功率带宽及插入损耗分别为1.27 μm,>13 dB、72 μm及3.9 dB。在正常色散的双折射光纤中传输的暗孤子对之间由于耦合周期性交换能量,一个暗孤子可把能量完全转给另一暗孤子,因此双折射光纤可作光开关。本文讨论了椭圆角为35°的双折射光纤的开关条件,发现脉冲只有以特定的极化角入射才有开关现象产生,而且建立了光纤长度与孤子对相差、初始能量差的解释关系。     

基于高双折射Sagnac环的可调环形腔掺铒光纤激光器理论与实验研究

报道了一种利用偏振控制器（PC）和保偏光纤（PMF）组成的高双折射Sagnac干涉环实现选频和调谐的环形腔掺铒光纤激光器.理论模拟了PMF和PC对波长的控制作用.实验中调节PC得到了单波长、双波长和多波长激光;并验证了滤波间隔随PMF长度的变化规律.实验中得到了斜率效率20%,3 dB线宽0.016 nm,30 dB线宽0.097 nm,边模抑制比（SMSR）40 dB左右的稳定激光输出. 关键词： 光纤激光器 Sagnac干涉环 环形腔 掺铒光纤     

Theoretical analysis of feedback high birefringence fiber loop mirror for application in single-frequency fiber lasers

A feedback high birefringence fiber loop mirror with a piece of erbium-doped fiber and a polarization controller is newly proposed. When the erbium-doped fiber is properly pumped to offset the loss of the feedback ring in the loop mirror, narrowband transmission peaks with large effective free spectral range can be achieved by the intrinsic vernier effect between orthogonally polarized lights respectively traveling along the two primary axes of the high birefringence fiber. In addition, the side transmission suppression ratio can reach about 6 dB. These special properties are independent of the polarization state of the input signal, which makes it feasible for the proposed feedback high birefringence fiber loop mirror to be employed as a narrowband filter in single-frequency fiber lasers.     

Polarization Independent Three-Element Solc-Type Birefringent Optical Fiber Loop Filters

Polarization-independent birefringent optical fiber loop filters with narrowband transmission characteristics are studied. Using Jones matrix analysis, a three-element fiber loop filter structure, performing as a Solc-type narrow band filter is designed and fabricated. By selecting proper splice angles between these three elements as well as their birefringence, a narrowband, polarization-independent periodic optical filter with 0.63-nm transmission bandwith and 2.71-nm transmission period is realized     

磁场中双折射光纤的琼斯矩阵等效模型

采用延迟器与旋光器的串联模型, 研究磁场中双折射光纤的偏振传输特性, 将它们的琼斯矩阵按照两种不同的顺序级联相乘, 导出了两种等效模型中等效相位延迟量、等效快轴方向和等效旋光角的解析表达式。研究发现, 当光纤同时具有线双折射和圆双折射时, 单位长度的等效相位延迟量并不等于其固有的线双折射, 等效旋光角也不等于其法拉第旋转角, 它们同时都与光纤的固有线双折射和磁场引起的圆双折射相关联。且在不同级联顺序的两种等效模型中, 等效相位延迟器的快轴方向都不与光纤的双折射主轴重合, 而是分别向两个相反的方向偏移一定的角度, 偏移角为等效旋光角的一半。     

Compensation of polarization-dependent loss in transmission fiber gratings by use of a Sagnac loop interferometer

We analyze the transmission characteristics of a Sagnac loop interferometer containing a polarization-dependent loss element and lossless polarization-converting elements by use of Jones matrices. We show that polarization independence in the transmission mode can be achieved in such a configuration and that maximum transmittance occurs when a half-wave plate is used for the polarization-converting element. The result is verified experimentally for a fiber acousto-optic tunable filter and cascaded long-period fiber gratings with either intrinsic or process-induced polarization-dependent filtering characteristics.     

级联光栅结合Sagnac环的可调谐光纤激光器

提出并验证了一种单-双波长可调谐掺铒光纤激光器。利用级联光纤布拉格光栅(Cascaded Fiber Bragg gratings,Cascaded FBGs)结合Sagnac环结构所产生的复合滤波效应,实现较高精细度滤波,并通过调节环内偏振控制器(Polarization Controller,PC),引入双折射效应,得到波长可调谐的光纤激光器。基于耦合模理论并使用传输矩阵法对该结构的传输特性进行了分析,在此基础上搭建实验系统,验证了理论分析的正确性。实验结果表明:通过调节PC,激光器输出激光的波长范围约为1 555.644～1 556.112 nm,双波长间隔的可调范围约为0.108～0.452 nm,单-双波长的边模抑制比(SMSR)均高于40 dB;在稳定性测试中,输出单-双波长激光的波长最大漂移量小于0.008 nm。该方法具有结构简单、调谐方便、易于实现且精细度较高的优点,可应用于密集波分复用及全光通信系统等领域。     

Switchable erbium-doped fiber ring laser based on Sagnac loop mirror incorporating few-mode high birefringence fiber

Without the need of any other additional filtering device, a triple-wavelength switchable erbium-doped fiber ring laser based on Sagnac loop mirror incorporating a piece of few-mode high birefringence fiber is newly proposed and experimentally demonstrated. Three potential lasing wavelengths at about 2.0 nm interval with the side mode suppression ratio higher than 40 dB can be switched mainly by adjusting a polarization controller next to the few-mode high birefringence fiber in the Sagnac loop. In addition to the stable single-line lasing operation, simultaneous dual- and triple-line oscillations are also highly stable at room temperature with suppressing the intrinsic homogeneous gain broadening of the erbium-doped fiber.     

基于监测波峰绝对积分的双折射光子晶体光纤环镜轴向应变传感器研究

理论推导了双折射光纤环镜波长变化与轴向应变的公式,研究表明：双折射光子晶体光纤环镜轴向应变灵敏度比传统双折射光纤环镜大为减小。通过监测双折射光子晶体光纤环镜波长的变化,来实现轴向应变的测量就变得较为困难;且输出干涉光谱局部呈凹凸不平,波长监测容易导致数据测量误差。实验监测双折射光子晶体光纤环镜应变光谱,对应变光谱分析发现：随着应变增加,监测波峰下的绝对积分呈现减小的趋势。进一步精确计算分析发现：监测波峰下的绝对积分与应变成线性关系。基于此,提出了通过监测波峰下的绝对积分的变化,来实现轴向应变的测量。波峰下的绝对积分是表征各波长光强的综合性能指标,通过监测波峰下的绝对积分的变化,来实现轴向应变的测量,不仅可以克服双折射光子晶体光纤环镜监测波长变化的困难,而且还可以克服波长监测局部寻优导致的测量误差。