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相似文献
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1.
秦莉  韦占雄 《光学学报》2000,20(2):90-194
利用模式耦合理率推导出长周期光纤光栅(LPG)温度特性的一般关系式;通过测试周期为400 ̄600μm的长周期光纤光栅的温度特性,确定了芯内导模与被耦合的不同包层模间的热光系数差,并结合长周期光栅温度特性关系式总结出长周期光栅温度灵繁度与光栅周期和耦合包层模阶次的对应关系;在理论与实验的基础上,提出了改善长周期光栅温度稳定性的方法。  相似文献   

2.
长周期光纤光栅传感器温度和应变灵敏度分析   总被引:14,自引:3,他引:11  
从耦合模理论出发,分析了长周期光纤光栅的温度和应变灵敏度.结果表明,长周期光纤光栅的温度和应变灵敏度不仅与光栅周期和纤芯参数有关,还强烈依赖于包层参数.通过选择适当的参数,可以制成对温度(或应变)不敏感的应变(或温度)长周期光纤光栅传感器,从而可以解决光纤光栅传感器的温度和应变交叉敏感问题.同时,利用基模与不同包层模耦合时温度和应变灵敏度的不同,可以用一根长周期光纤光栅传感器同时测量温度和应变.  相似文献   

3.
长周期光纤光栅折射率传感器的结构优化   总被引:2,自引:1,他引:1  
为了提高长周期光纤光栅对环境介质折射率的传感灵敏度,提出一种长周期光纤光栅的周期和包层半径的结构优化.基于长周期光纤光栅的耦合模理论,分析了长周期光纤光栅的周期和包层半径的大小分别与环境介质折射率传感灵敏度的关系,讨论了长周期光纤光栅的周期和包层半径对折射率传感的影响以及控制光栅周期与包层半径对折射率传感的重要性.为使...  相似文献   

4.
用双周期光纤光栅实现温度和应变的同时测量   总被引:1,自引:0,他引:1  
介绍了光纤光栅传感器的一般原理,分析了长周期光纤光栅和Bragg光纤光栅的应变和温度响应机理。结果表明,长周期光纤光栅和Bragg光纤光栅的温度和应变灵敏度不仅与纤芯参数和光栅周期有关,还依赖于包层参数。在同一根光纤上先后写入长周期光纤光栅、Bragg光纤光栅,利用长周期光纤光栅和Bragg光纤光栅基模与包层模耦合时温度和应变灵敏度的不同,实现应变和温度的同时测量。  相似文献   

5.
罗爱平  高侃  刘峰  瞿荣辉  方祖捷 《光学学报》2004,24(12):1603-1606
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。  相似文献   

6.
为了提高长周期光纤光栅对环境介质折射率的传感灵敏度,提出一种长周期光纤光栅的周期和包层半径的结构优化.基于长周期光纤光栅的耦合模理论,分析了长周期光纤光栅的周期和包层半径的大小分别与环境介质折射率传感灵敏度的关系,讨论了长周期光纤光栅的周期和包层半径对折射率传感的影响以及控制光栅周期与包层半径对折射率传感的重要性.为使优化的长周期光纤光栅具有实用性,谐振波长设计在1.55 μm的常规波长范围,经过多次摸拟实验,提出最佳优化参量为:Λ=380 μm,rcl=17 μm,对环境介质折射率从1.26~1.38不同值的实验测试,折射率传感灵敏度达到0.000 12,长周期光纤光栅的结构优化获得理想的预期效果.  相似文献   

7.
长周期光纤光栅导模与包层模的耦合分析   总被引:4,自引:0,他引:4  
孔梅  周文  汤伟中 《光学学报》1999,19(3):69-373
在对包层模进行远离截止近似下,利用耦合模型分析了长周期光纤光栅中导模与包层模的耦合,并与短周期光纤光栅进行了比较。指出了长周期光栅的工作特性可由它的相位匹配条件来说明。计算结果与实验现象相符。  相似文献   

8.
模式耦合理论在圆周对称长周期光纤光栅建模中的应用   总被引:4,自引:0,他引:4  
长周期光纤光栅是不同于光纤Bragg光栅的一种光纤光栅器件 ,根据模式耦合理论 ,长周期光纤光栅表现为前向传播的纤芯导模和同向的各阶次包层模式之间的耦合。分析研究了长周期光纤光栅轴向的模场变化。忽略轴向的模式耦合以及包层模式之间的相互耦合作用 ,并认为折射率指数的调制只存在于纤芯中 ,建立了简化的长周期光纤光栅数学模型。对圆周对称轴向均匀型长周期光纤光栅谱特性进行了仿真 ,其结果与实验结果基本吻合 ,表明了简化的数学模型的合理性  相似文献   

9.
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。  相似文献   

10.
长周期光纤光栅结构参数与透射谱关系的仿真研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用光纤3层模型理论,通过仿真研究发现长周期光纤光栅结构参数与透射谱的变化有规律性关系,给出了一阶低次包层模与导模耦合时透射谱的变化规律。当长周期光纤光栅的纤芯、包层的半径和折射率增大时,谐振波向短波方向漂移;当长周期光纤光栅周期增大时,谐振波向长波方向漂移;当长周期光纤光栅长度增加时,谐振波没有漂移现象,但是其深度减小。通过综合分析发现:谐振波漂移方向比较明确,但是损耗峰深度的变化并没有明显的规律。  相似文献   

11.
振幅掩膜紫外写入的长周期光纤光栅特性研究   总被引:6,自引:2,他引:4  
郑凯  裴丽  简水生 《光学学报》2004,24(7):02-906
振幅掩膜紫外写入的长周期光纤光栅的纤芯折射率分布函数为矩形波。以三层阶跃折射率光波导结构基础,用弱导标量近似和标量耦合模理论分析折射率调制类型为矩形波的长周期光纤光栅的特性。详细地给出耦合模方程近似处理的方法,并说明了其合理性。用数学软件Matlab进行了数值模拟计算,发现折射率调制类为矩形波的光栅传输谱不是由它的各次余弦光栅谱的线性叠加而成的。还研究了外部环境折射率、包层半径、栅占空比等光栅结构参量对矩形折射率调制的光栅传输谱的影响。同时指出了每阶包层模的双谐振峰位置随栅参量的变化规律。刊■刊『_型,刿j1  相似文献   

12.
We demonstrate a new type of fiber optic bend sensor with a hybrid structure made up of a long period grating (LPG) and a tilted fiber Bragg grating (TFBG). The sensing mechanism is based on the spectrum of power transfers between the core and cladding modes from a TFBG located downstream from a LPG. We show that the curvature of a beam can be determined by the reflected power difference between the core mode and the recoupled cladding modes. We further provide design rules for the LPG and TFBG to optimize and linearize the sensor response. In addition, the temperature cross-sensitivities of this configuration are also investigated for two different types of fiber.  相似文献   

13.
A comprehensive, complete theory suitable for a long period grating (LPG) on/in a planar or channel waveguide is described on the basis of coupled mode theory. The theory aims at key characteristic parameters with respect to the effect of the LPG, including resonance wavelength, transmission power of the guided mode in the waveguide, full-width at half-maximum (FWHM) of the power attenuation band in transmission spectrum of the guided mode, and coupling coefficient between a guided and a coupled mode. The type of the grating including relief and index modulation, different polarization state combinations of the guided mode and the resonant mode, and slanted grating structure are considered in this theory. The influences of the coupling between two guided modes and between a guided mode and a substrate mode are discussed. The role of cladding layer in a long period waveguide grating is demonstrated in particular. Finally, the expressions for the sensitivity of resonance wavelength as a function of external temperature, pressure and surrounding refractive index are derived.  相似文献   

14.
光子晶体光纤布拉格光栅传输谱特性的分析   总被引:5,自引:3,他引:2  
刘锐  瞿荣辉  蔡海文  方祖捷 《光学学报》2006,26(7):007-1012
研究光子晶体光纤中光纤光栅的传输谱特性对于研制基于光子晶体光纤的光纤光栅器件有着重要的意义。结合耦合模理论和光束传输相关函数方法,对一种典型光子晶体光纤中的布拉格光栅(FBG)传输谱进行了理论分析。比较了光子晶体光纤中布拉格光栅与常规布拉格光栅的传输谱。数值分析了光纤截面结构变化对于光栅传输谱的影响,并给出这种影响的定性解释。计算结果显示,与常规光纤光栅相比,包层模共振引起的损耗峰与正反向纤芯模耦合引起的损耗峰可以相比拟,而包层模共振的间隔也比常规光纤中光纤光栅的包层模共振间隔要大。同时给出了晶体光纤截面上空气孔的占空比,空气孔的排布层数对于传输谱影响的规律。  相似文献   

15.
We proposed a novel refractive index sensor based on a side-polishing fiber to be cascaded with a stress-induced long period fiber grating (LPG), which is created by applying a force to a V-grooved plate on the single mode fiber with micro-bending deformation. When the refractive index (RI) surrounding the side-polishing surface is changed, the LPG-induced cladding mode light could be coupled back to the core mode, so that it will result in the magnitude variation of LPG loss-peak. This property of index sensing based on the stress-induced LPG by monitoring the power-level change may be exploited in chemical sensing and environmental monitoring applications.  相似文献   

16.
长周期光纤光栅中的包层模谐振   总被引:6,自引:1,他引:5  
孔梅  汤伟中 《光子学报》1998,27(5):433-437
本文给出了光纤中包层模的电场形式,指出包层膜的电场形式与弱导光纤中导模的电场形式不同,对光纤中基模与包层模电场沿光纤横截面分布的重叠情况的分析表明,长周期光纤光栅除了能将HE11导模耦合到HE1p包层模外,也可以将其耦合到EH1p包层模。基于耦合模理论的计算表明,耦合到EH1p和EH1,p-1包层模的耦合波长相近,对于典型的单模光纤,当p>4时耦合到这两个模式的耦合系数是可比的。  相似文献   

17.
A new type of fiber grating with only cladding index modulation is presented. Characteristics of both cladding index modulated short-period fiber grating (FBG) and long-period fiber grating (LPFG) are analyzed. The calculation of the modes involved in this paper is based on a model of three-layer step-index fiber geometry. Transmission of a mode guided by the core through a cladding index modulated grating when evanescent field coupling occurs is analyzed with couple-mode theory. Evanescent field coupling causes a power flowing from the core to the cladding, so the attenuation of the new grating is analyzed as well. Lower attenuation, flexible spectral characteristics are demonstrated in comparison with traditional fiber core index modulated grating.  相似文献   

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