Simplified analytic solutions and a novel fast algorithm for Yb-doped double-clad fiber lasers

In this paper, continuous wave Yb³⁺-doped double-clad fiber lasers (DCFLs) with linear-cavity are investigated theoretically and numerically using the rate equations. Under the steady state conditions, the simplified analytic solutions of Yb³⁺-doped DCFLs under considering the scattering loss are deduced in the strongly pump condition. Compared with the known analytic solutions in published literatures, our analytic solutions are more accurate, especially, at higher reflectivity of output mirror. In addition, a fast and stable algorithm based on the Newton-Raphson method is proposed to simulate numerically Yb³⁺-doped DCFLs. The results by simplified analytic solutions are in good agreement with those by the numerical simulation. Moreover, we have performed the optimization of an Yb³⁺-doped DCFL using the simplified analytic solutions and the numerical simulations, respectively.     

拖曳线列阵用光纤水听器的研究

报道了光纤水听器用于拖曳线列阵的研究结果。在保证光纤水听器声相位灵敏度的前提下, 优化设计了光纤水听器的结构,降低了光纤水听器的加速度灵敏度36dB。实验测得在20-1600Hz 频段,该光纤水听器的相位灵敏度为-162．7dB,频段内灵敏度的起伏为±0．7dB,加速度灵敏度小于-30dB。     

高功率双包层光纤激光器受激拉曼散射和热效应的理论研究

 受激拉曼散射和热效应会限制光纤激光器功率的提高。利用高功率光纤激光器的速率方程和热传导方程，理论研究了双端泵浦和分布泵浦下双包层光纤激光器的受激拉曼散射和热效应，得到了光纤中的泵浦光、激光和斯托克斯光的功率分布，光纤激光器的输出特性以及光纤中的温度分布。分析表明，当泵浦功率增大到一定值时，光纤激光器中出现SRS，一部分激光功率会转移给斯托克斯光，影响激光功率进一步提高;与双端泵浦方式相比，分布泵浦下光纤激光器的斜率效率和最大输出功率相差不大，但是，光纤中的温度分布被有效地降低，因此，分布泵浦方式更为有效。     

多波长啁啾叠栅的矩阵分析

在分析多波长啁啾叠栅特征的基础上，提出了多波长啁啾叠栅的矩阵分析模型，采用矩阵分析模型对4波长和8波长啁啾叠栅的反射谱特性进行了理论分析，数值分析结果与实验结果非常一致.还首次数值模拟了波长间隔0.8 nm的16波长啁啾叠栅.此方法对多波长啁啾叠栅的设计和制作具有参考价值.     

用于光纤电流传感器的BGO晶体磁光特性研究

在理论分析Bi4Ge3O12（BGO）晶体磁光特性的基础上，利用倍频法测量了不同工作波长下BGO晶体的费尔德常量，获得了与理论相符的实验结果.同时根据BGO晶体费尔德常量随波长的变化关系曲线，通过对该晶体吸收系数的测量，得出了其磁光优值曲线.进而将BGO晶体的磁光特性与光纤电流传感器常用的几种磁光材料作了对比，结果表明BGO晶体适合用于光纤电流传感器.     

掺铒光纤放大器中上转换过程的影响

掺杂浓度的提高影响了掺铒光纤放大器(EDFA)的性能,对经典Giles模型提出了新的要求。首先研究了高掺杂下铒离子距离较小引起的上转换过程的机理,通过优化速率方程模型分析了上转换过程对EDFA的影响,得出了在泵浦光和信号光远远大于ASE光的假设下泵浦光和信号光沿光纤长度变化的近似表达式,并将该近似分析解与解析解进行了比较。仿真结果表明上转换过程会降低随光纤传输的信号光和泵浦光,影响EDFA的放大性能,并得出了当掺铒浓度大于2.95×1025m-3时,上转换过程的影响不能忽略的结论。     

环形光纤声发射传感器的相位调制特性研究

提出了一种基于光纤Sagnac干涉仪的环形传感器，用于固体表面传播的超声波的检测.这种传感器的特点是能够精确地检测由固体表面传播的超声波产生的微弱振动.当超声波信号通过光纤传感器的两个臂到达探测器时，干涉仪的输出光强度受到了超声信号的调制.通过检测干涉仪的输出光强度并利用Fourier变换，测得了超声信号的振幅和频率.而且对传感系统的位相调制特性进行了仿真，并对实验结果进行了分析，结果表明该系统可用于固体表面传播的超声波频率特征的识别.     

D形光纤Bragg光栅弯曲灵敏度的理论和实验研究

用材料力学理论分析了D形光纤Bragg光栅（D-shaped fiber Bragg grating,D-FBG）以及常规光纤Bragg光栅由弯曲引起的轴向应变,得到了光栅Bragg波长漂移的弯曲敏感特性.实验结果和理论计算结果基本相符.与常规FBG相比,该D-FBG的弯曲灵敏度要高近80倍.因此D-FBG可以直接应用于弯曲形变的测量,以及间接应用于压力、加速度等物理量的测量.理论分析和实验结果对采用该类型光纤光栅的器件和传感系统的设计具有参考意义.     

Isomorphisms of fiber spaces over Teichmüller spaces

We will be mainly concerned with some important fiber spaces over Teichmuller spaces, including the Bers fiber space and Teichmuller curve, establishing an isomorphism theorem between "punctured" Teichmuller curves and determining the biholomorphic isomorphisms of these fiber spaces.     

荧光光纤光栅传感特性的实验研究

在载氢掺铒光纤上写入Bragg光纤光栅，得到新型光子学器件-荧光光纤光栅.分别对其Bragg波长（λB）及荧光寿命（τ）的温度（T）及应变（ε）响应特性进行了实验研究，并且给出了λB和τ分别关于（T，ε）的拟合方程.实验结果表明：荧光光纤光栅的λB对T和ε的响应具备一般Bragg光纤光栅的优良特性，测得温度灵敏度为11.1pm /℃，应变灵敏度为1.19pm/με；而且τ对T和ε的响应也具有良好的线性关系，温度灵敏度为0.59 μs/℃，应变灵敏度为6.16 ns/με.实验结论为解决温度应力交叉敏感、实现温度应力的同时监测提供一条新颖的途径.