五角芯型保偏光子晶体光纤(Q-PM-PCF)的双折射

提出了一种内层空气孔环含有五个空气孔的新型高双折射光子晶体光纤结构;采用全矢量有限元法进行分析,研究了该光子晶体光纤两正交偏振模的有效折射率和双折射,分别给出了该五角芯型保偏光子晶体光纤双折射随输入光波长和大空气孔半径的变化曲线.分析结果表明:该五角芯型保偏光子晶体光纤的双折射很易达到i0-3量级甚至更高,比传统保偏光纤的双折射至少高出一个数量级,合理设计光纤结构参数,该保偏光纤的双折射在1550 nm处可以达到6.5×10-3以上,甚至更高,适合应用于偏振特性及稳定性要求都较高的实际光纤传感系统,例如光纤陀螺.     

保偏光纤陀螺横向磁场误差的温度依赖性

针对无骨架光纤环的保偏光纤陀螺中横向磁场误差的温度依赖性研究发现,保偏光纤线双折射以及Verdet常数固有的温度依赖性可以导致横向磁场误差随着温度变化而变化。利用琼斯矩阵方法推导了保偏光纤陀螺横向磁场误差与温度的关系,并进行了实验验证。实验结果表明,对于长度为1km,半径为6cm,光纤线双折射为2027rad·m-1,最大扭转率为0.382rad·m-1的无骨架光纤环,在1mT横向磁场以及-40~60℃温度场作用下,光纤陀螺的横向磁场误差由26.51(°)·h-1增加到30.43(°)·h-1。     

激光器光谱线宽对布里渊光纤谐振腔谐振特性的影响

针对激光器光谱线宽不可能严格为零的问题,在激光相干理论的基础上,采用光波场叠加的方法计算了布里渊光纤谐振腔的循环光强,详细分析了激光器光谱线宽对布里渊光纤谐振腔谐振谱线宽度和精细度的影响,并进一步分析了光谱线宽对谐振腔受激布里渊散射阈值的影响,最后,引入了线宽压缩的概念分析了布里渊光纤陀螺的灵敏度。分析表明,除了耦合器插入损耗外,激光器光谱线宽也是影响精细度的重要因素,具体影响程度与激光器光谱线宽及谐振腔本征谱线宽度间的相对大小有关,受激布里渊散射阈值随激光器线宽的增加而近似线性增加,另外在其他参数相同的情况下,布里渊光纤陀螺的灵敏度比谐振式光纤陀螺高大约三个数量级。本文为布里渊光纤陀螺的光源选择及光路参数的优化设计过程提供了理论依据。     

Realization of a broadband terahertz wavelength-selective coupling based on five-core fibers

We propose a novel kind of wavelength-selective coupling for the terahertz range based on solid five-core fiber(FCF).The performances of coupling, propagation characteristics, and confinement loss properties are numerically investigated by using a full vector beam propagation method(BPM). Simulation results show that it is possible to realize a broadband wavelength-selective coupling. The coupling length can reach 1.913 cm, and the confinement loss is better than1.965×10-4cm-1. Furthermore, a parameter, the power difference, is defined, and it numerically demonstrates the working performance of the wavelength-selective coupler; that is, when the power difference is better than-15 dB, the frequency located in the range of 0.76 THz–1.00 THz is separated relatively well from the frequency of 0.3 THz. Finally, the effect of the structural parameter on the working performance of the coupler is also investigated. We show that the performance optimization is possible by appropriately tuning the core diameter, and the tunabilities of frequency and bandwidth are possible by appropriately tuning the pitch. The wavelength-selective coupler is of potential application for optical fiber sensing and communication in terahertz wavelength division multiplexer fields.     

Reverse electric field Monte Carlo simulation for vector radiative transfer in the atmosphere

In this paper, a reverse electric field Monte Carlo （REMC） method is proposed to study the vector radiation transfer in the atmosphere. The REMC is based on tracing the multiply scattered electric field to simulate the vector transmitted radiance. The reflected intensities with different total optical depth values are obtained, which accord well with the results in the previous research. Stokes vector and the degree of polarization are numerically investigated. The simulation result shows that when the solar zenith angle is determined, the zenith angle of detector has two points, of which the degree of polarization does not change with the ground albedo and the optical depth. The two points change regularly with the solar zenith angle. Moreover, our REMC method can be applied to the vector radiative transfer in the atmosphere-ocean system.     

采用频分多路复用方案的干涉型光纤水听器阵列研究

从系统设计的角度,在介绍干涉型光纤水听器阵列采用基于相让产生载波（ＰＧＣ）技术的频分多路复用方案时的阵列构型、调制解调技术的基础上,通过对阵列输出信号频谱进行理论分析入手,重点揭示了在Ｊ×Ｋ阵列中阵列单元数Ｎ、可测信号幅度Ｄ和可测信号频率ωｓ之间的相互关系,以及制约Ｎ、Ｄ、ωｓ增大的关键因素。特别分析了最大可检测光相移及其随频率变化的规律。并用实验验证了有关理论分析得出的结果。     

高精度光纤陀螺光源强度噪声的抑制

掺铒超荧光光纤光源的光源强度噪声是影响高精度光纤陀螺随机游走系数的主要因素。为了降低陀螺随机游走系数,进一步提高陀螺精度,提出了一种抑制光纤陀螺光源强度噪声的方法。利用耦合器两个输出端输出光的相关性,将两束光转换为电信号送入FPGA中,用数字电路相减法实现光源强度噪声的抑制。通过Allan方差法对抑制前后陀螺输出数据的分析结果可以看出,采用数字相减法可以有效的抑制光纤陀螺的光源强度噪声,角随机游走系数与抑制前相比减小33%。该方法与以往的方法相比,具有工程实现简便、可靠性高、维护容易等优点。     

光纤陀螺用光纤光源的新型自动温度控制

光源良好的平均波长稳定性是保证光纤陀螺标度因子稳定性的重要条件。而光纤光源平均波长的变化主要源于环境温度的变化。为了使光源获得更好的输出特性,需要对光源泵浦温度进行精密控制。文中阐述了一种基于FPGA和MAX1968芯片设计的光纤陀螺用光纤光源泵浦温度自动控制(ATC)技术。控制过程中提出了一种新的控制算法--递进式PID。与传统PID算法相比,递进式PID算法的最大特点是其各个参数可以随外界环境而变化。经试验测定,泵浦的温度稳定性能够稳定在±0.03℃以内,因而泵浦具有很好的平均波长稳定性。     

集成光学器件对光纤陀螺稳定性影响的研究

通过对集成光学器件调制特性的研究分析,指出了其调制特性影响光纤陀螺稳定性的主要原因,研究并设计了对集成光学器件调制度不稳定性进行实时跟踪补偿的方法,并对设计方案进行了实验,得到较好的实验效果,提高了光纤陀螺的稳定性.     

两种捷联惯导系统自对准方法的比较研究

在用调平方法实现水平姿态角的对准过程中，通过不同的参数设计可实现不同阶段的对准功能。方位对准采用可平滑噪声的方位误差估算法，通过计算机仿真和实际系统实验表明此方法有较高的对准精度，对准时间为十几分钟。若在精对准时采用卡尔曼滤波方法，可在相对较短的时间内完成初始对准，仿真结果验证了这种方法的有效性。