表面热透镜薄膜吸收测量灵敏度提高方法

为提高表面热透镜薄膜吸收测量仪的灵敏度，在表面热透镜衍射理论基础上，通过数值模拟给出了探测激光腰斑半径、探测激光腰斑到样品表面距离、样品到探测光纤端面距离等仪器参数的优化方法. 经优化调整后该仪器能达到优于0.1ppm量级的薄膜吸收率测量灵敏度. 关键词： 吸收测量 表面热透镜 光热形变 薄膜     

用Canny算子和二值化滤波的光纤几何参数测量

光纤的几何参数是评价光纤质量的重要指标。以近场光分布法为基础进行光纤几何参数测量,是目前常用的一种非接触测量方法。但在测量过程中,若光纤端面切割不平整或照明光源有波动,直接采取边缘拟合及灰度值进行计算,会产生较大的测量误差。使用Canny算子提取光纤端面的边缘,将其所围进行区域二值化滤波,利用形态学方法与运算获得光纤的几何参数,能消除由于光照不均或切割粗糙带来的误差影响。     

一种采用快速半导体线光源的阴影莫尔测量方法

物体三维轮廓、形变、振动、位移等参量的光电测量方法,以其非接触、高精度、高灵敏度以及易于实现自动测量等优点,而被广泛地应用。本文设计并实现了一种快速半导体线光源,提出了一种快速变光源阴影莫尔物体轮廓测量法,大大提高了阴影莫尔测量的速度和精度,实现了非接触、无机械运动、无运行噪声、全光电测量的IC形变测量与分析系统。该系统的3σ重复精度为10μm。     

COIL超扩段监测系统的研制

 为了研究光腔超扩段的几何外形和内部结构等物理参量，设计了一套实时数据采集和监测系统，硬件以研祥公司的PCI总线高性能数据采集卡（DAS）为核心，软件以VB6.0为开发平台。通过该系统，可以对超扩段内各点气流压力进行高精度测量，有利于光腔超扩段的优化设计。     

光子晶体光纤的低损耗电弧熔接方案

提出了一种利用传统电弧熔接机实现光子晶体光纤(PCF)与单模光纤(SMF)低损耗熔接的新方案.方案结合实验测量与理论计算,首先通过改变熔接时间、熔接电流等参量,考察了不同熔接功率对PCF端面气孔结构的影响.由此计算了PCF端面模场分布的相应变化,并根据两光纤端面模场的重叠积分计算了相应的熔接损耗,从而确定出对应低熔接损耗的熔接功率区间.综合考虑熔接强度等要求,反向选取了合理的熔接参量范围,实现了PCF-SMF之间低损耗、高强度的熔接.提出的熔接方案使熔接过程中PCF包层气孔的收缩变化、该变化对两光纤接合匹配度的影响等问题清晰化,克服了以往PCF-SMF熔接中难以设定合理熔接参量的问题,有效地提高了熔接效率和熔接质量.     

光纤耦合LD输出光场特性研究

根据光纤传输的模式理论,分析了单芯光纤输出端面的光场分布.利用单模光纤测量了纤端光场的强度分布,拟合了光纤输出端面光强分布的近似表达式.根据此数值计算和实验测量了多芯光纤输出端面的强度分布,结果基本吻合.表明光纤出射端面的光强分布应是介于高斯分布和几何分布之间的一种准高斯分布.     

倒锥透镜型塑料光纤连接器光学特性研究

提出一种基于倒锥透镜光纤端的新型塑料光纤连接器.为了增大光纤的数值孔径，降低光纤端面对于对准准确度的要求，连接器的光纤连接端面制成倒锥透镜形状.利用截断法对该类型连接器的光学特性进行了测试.1 m长光纤跳线总损耗有75.7％集中在5.4 dB～6.0 dB之间，连接损耗70.7%集中在2.1 dB~2.7 dB之间，同一组跳线插拔200次连接损耗有95％集中分布在2.2 dB～2.58 dB.实验结果表明：倒锥透镜型塑料光纤连接器可以满足“光纤入户”对连接器性能的要求.     

卧式杨氏模量测量仪

针对传统杨氏模量测量仪的不足,设计了卧式杨氏模量测量仪.该仪器采用千分表直接测量金属丝伸长量,提高了测量精度.     

油水界面液位的光纤测量技术研究

油品储罐是储存易燃、易爆油料的重要设备,在石油、化工、交通、储运等行业部门应用广泛。油罐液位检测是相关企业生产、管理及安全控制的重要环节。针对轻质油品储运管理及安全监测的需求,提出了一种基于光纤垂直端面反射的检测方法。光纤端面接触油、水表面时形成玻璃-油、玻璃-水反射界面,借助油、水折射率不同的特点,测量光纤中反射光强的变化来测定界面位置,实现对油罐中油水界面的测量,测量精度可达毫米级。     

高精度等晕角测量关键技术研究

等晕角是重要大气光学参数之一,对天文光学站址选择、大气湍流效应自适应光学校正效果评价等有着重要的意义。分析了国内外等晕角测量技术,介绍了等晕角测量的基本原理,设计了三环变迹镜并开展了数值验证,分析并提出了高精度等晕角测量仪的主要技术指标,研制了一套高精度等晕角测量仪,结果表明,该仪器能够满足全天时的等晕角测量。     

光纤连接器

介绍了光纤连接器的结构、端面形状、技术指标要求以及近几年发展起来的新型光纤连接器。对光纤连接器的关键技术———氧化锆陶瓷 (PSZ)插针体的制造进行了详细的分析。结果表明 ,生产陶瓷插针的设备和工艺相对比较复杂 ,一次性的固定投入较多 ,只有达到一定的生产规模才能产生效益     

应用光学双稳原理的高精度光纤传感器

本文提出一种光纤干涉仪与光电混合光双稳装置相结合的新型光纤传感器.用光双稳开关脉冲计数度量温度变化,其测量精度比基于干涉条纹计数的一般干涉型光纤传感器的精度约高10～100倍,而且测量精度可调节.完成了这种传感器原理的模拟实验验证.     

Numerical study on a compact all-semiconductor-optical-amplifier Sagnac interferometer device

The nonlinear switching effect of an all-semiconductor-optical-amplifier Sagnac interferometer is numerically investigated. The device, stemming from the conventional nonlinear optical loop mirror made of fiber, has a much more compact size and a latency several hundred times smaller than the conventional ones. Numerical simulations are conducted for the case of cw signal operation. It is found that the nonlinear coupling in the MMIWA and the lateral field redistribution as well as the amplification of the signal through the loop structure contribute together to the nonlinear switching. Besides investigating the physical mechanism of the device, we vary relevant parameters to evaluate their influences on device performance. The numerical simulations show good agreement in trend with the experimental results.     

一种新型光纤法布里-珀罗应变干涉仪

论述了一种非本征法布里 珀罗光纤应变传感器。采用透明弹性聚合物薄膜作为法布里 珀罗干涉腔,聚合物固定在多膜光纤末端作为应变敏感元件。传感器的分辨率为2μm,测量精度在0～5000μm范围内为5μm。     

光纤白光干涉仪等臂长技术研究

介绍了几种光纤干涉仪等臂长技术,比较了各自的优缺点和适用范围,对光纤干涉仪的平衡有较大的参考价值。     

光纤Mach-Zehnder干涉仪系统

介绍了光纤Mach-Zehnder(MZ)干涉仪系统的结构.给出了光纤Mach-Zehnder干涉仪系统中信号光与参考光的干涉原理以及影响干涉光强的因素.同时也分析了光纤耦合器的交叉耦合,另外也给出了PZT的作用.阐述了光纤偏振控制器的结构、工作原理及其对光纤Mach-Zehnder干涉仪系统传感臂偏振态的控制,最后给出了光纤Mach-Zehnder干涉仪系统的应用.     

用于微位移测量的笔束激光干涉仪

介绍了一种基于空间干涉原理的亚微米零差干涉位移测量方法。该方法是对笔束激光干涉仪在微位移测量领域的应用 ,干涉仪的测量精度不受光束波前畸变等光源噪声的影响。给出了干涉仪主要结构参数的选取原则 ;构建了用于微位移测量的笔束激光干涉仪实验系统。实验结果表明 ,该系统具有纳米测量分辨率。     

基于薄芯光纤模态干涉技术的曲率光纤传感器

提出了一种新的基于薄芯光纤模态干涉技术的光纤曲率传感器。在单模光纤的中间部分插入薄芯光纤用于传感光路,没有插入薄芯光纤的单模光纤用于参考光路,以消除环境对曲率测量的影响。由于插入的薄芯光纤和单模光纤纤芯失配,导致包层的高次模被激发,并与纤芯模在单模光纤内形成干涉。当改变薄芯光纤的曲率时,沿纤芯和包层传播的模态和光纤长度会发生改变,使得干涉谷峰发生平移。将传感光纤的两端固定的平移台上,当调节平移台距离时,薄芯光纤的曲率发生改变,导致干涉谷峰向短波方向平移。通过观察谷峰的平移距离可以实现曲率的传感测量。实验表明,该装置具有低损耗、低成本和高灵敏度的特点。     

Measurement Accuracy in Phase-Shifting Point Diffraction Interferometer with Two Optical Fibers

A phase-shifting point diffraction interferometer (PS/PDI) with point sources of two single mode optical fibers has been developed, which will be appropriate for the surface figure measurement of large aperture optics on a sub-nanometer scale. To reduce the measurement error factors, a fiber optic plate (FOP) is used as a projection plane for interference pattern. Errors caused by imperfection of optical alignment, such as position of point sources and tilt of FOP, are minimized by analyzing the measured phase data with an original method. Measurement accuracy in the PS/ PDI is estimated with the interference pattern produced by the two optical fiber sources. If inhomogeneity of the FOP and a systematic error of the PS/PDI are eliminated, the measurement accuracy of the present system is estimated to be less than 4nm P-V and 0.7nm rms, respectively, at a measurement wavelength of 632.8 nm.