梯度折射率成象光纤光学特性与光纤长度的关系

梯度折射率(GRIN)成象光纤的光学特性与光纤长度的关系是光纤应用中一个重要问题。本文从理治与测量方面说明光纤长度与光纤光学特性如:物象距,最大半视场角、最大场高、有效数值孔径、照度分布以及MTF的关系。     

一种新型梯度折射率激光单模光纤耦合物镜

本文提出抛物型梯度折射率透镜用作激光单模光纤耦合物镜的设计方案。基于几何光学和光束光学理论,论述了这种设计方案的可行性。     

非线性锥形梯度折射率透镜的光学特征

本文对非线性锥形梯度折射率透镜进行了分析,根据稳态自聚焦理论以及ABCD定律,导出了高斯光束通过这种透镜光斑尺寸及其位置的公式。讨论了几种特殊的情况,得到了一些重要的结果。     

数据通信用梯度折射率塑料光纤的性能和应用

首先介绍了数据通信用梯度折射率塑料光纤的制造方法及性能；其次阐述了在高带宽梯度折射率塑料光纤上进行的数据传输应用。     

轴向梯度折射率TFCCD监视镜头设计

设计了焦距26mm,F2.8的适用于1024×1024pixels,像元15μm×15μm面型硅TFCCD的工厂车间监视镜头。分别设计了传统的全球面镜头和包含两片轴向梯度折射率材料镜头,轴向梯度折射率监视镜头比原普通全球面镜头减少了两片透镜。经过像质评价,后者像质有所提高。RMS从12.67μm减小到8.86μm;最大视场35lp/mm处最小MTF从0.18提高到0.43;畸变从-5.21%减小到0.76%。     

扫描近场光学显微镜有源光纤探针的研制

研制了用于扫描近场光学显微镜的新型光纤探针，采用熔拉法和腐蚀法相结合制作出掺Ｅｒ＾３＋光纤探针，实验测试了这种光纤探针的放大的自发辐射。探针可提高系统的灵敏度，降低图像的相干噪声。     

高带宽梯度折射率塑料光纤的数据传输试验

本文首先介绍了高带宽梯度折射率塑料光纤的制造方法和性能;其次阐述了在高带宽梯度折射率塑料光纤上进行的单信道和多信道的数据传输试验.     

梯度折射率光纤透镜的薄透镜等效分析

从等效薄透镜的角度对热扩束（TEC）光纤＋无芯光纤＋梯度折射率（GRlN）光纤透镜进行了细致的理论分析，其中TEC光纤调整输入高斯光束的束腰半径，无芯光纤控制束腰和薄透镜间的距离，GRIN光纤两主面之间部分等效为薄透镜，其焦距由光纤的折射率分布参数g决定。推导了出射高斯光束的束腰半径和工作距离的解析表达式，进而对该光纤透镜做了数值模拟，讨论了无芯光纤和GRIN多模光纤的长度对光纤透镜参数的影响。当GRIN光纤透镜用作准直器使用时，其最大束腰直径可达到80／1m，可将单模光纤的远场发散角压缩8倍；用于MEMS器件时，最大工作距离可达到3mm。     

全光纤型侧向OCT探针的设计与鲁棒性分析

全光纤型侧向光学相干层析(OCT)探针由于兼具尺寸小和三维全周成像的优点,近年来受到了学术、工业界的广泛关注。文章通过对全光纤型侧向OCT探针的聚焦性能进行数值仿真,优化了探针的结构参数。基于优化的探针结构,针对反射器与GRIN光纤间随机横向位移引发的光功率衰落,进一步数值分析了探针套管尺寸及反射器位置对于探针鲁棒性的影响。     

变温腐蚀法制备纳米光纤探针

通过改变温度,用腐蚀的方法制备出用于近场光学显微镜的光纤探针。通过控制光纤在不同温度的腐蚀液中腐蚀的时间,制备出多种形貌的光纤探针,所制作探针的锥形过渡区短而锥角大。该法具有重复性高、探针形貌可控、操作方便、实验费用低廉、制备的探针表面光滑等优点,利用该方法成功地制备出针尖尺寸50～300nm、针尖锥角在40°～74°可调的光纤探针。将制备的探针用于扫描全息光栅(500线/mm),结果在40mm范围内扫描有20个周期,与全息光栅的标定结果相符。     

单驱动二维扫描光纤探头研制

研制了应用于光学相干层析(OCT)成像的二维扫描光纤探头。该探头利用光纤悬臂的共振特性,结合光纤悬臂的结构不对称性,使光纤悬臂在正交方向具有不同的共振频率。通过对压电双晶片施加接近于上述两种共振频率的混频信号,就能同时激发光纤悬臂两正交方向上的振动,实现光纤悬臂的单驱动二维扫描。扫描采样率对成像质量至关重要,可通过驱动信号的频率选择和图像采集时间的设定来控制。在光纤悬臂固有频率曲线谐振宽度范围内细调驱动信号频率,可形成不同形状因而不同扫描覆盖率的大振幅李萨如轨迹。为实现扫描图像的正确重建,在扫描探头中引入了二维位置敏感探测器,用于扫描轨迹的同步记录。应用所研制的光纤扫描探头于已建立的光学相干层析系统,开展了典型样品的横断面扫描成像实验,在2 frame/s的采样速率获得了初期的实验结果,验证了方案的可行性。     

表面膜层参数对长周期光纤光栅特性的影响

采用严格的耦合模理论建立了表面涂覆弱吸收薄膜长周期光纤光栅（LPFG）的理论模型，用微扰法对复数超越特征方程进行了求解。研究发现，对应某一膜厚，存在一折射率范围，有效折射率的变化和谐振波长偏移特别明显；但消光系数对有效折射率和谐振波长的影响则很小。从功率密度分布曲线可看出低阶奇次包层模式与纤芯模式的耦合要强于低阶偶次包层模式与纤芯模式的耦合，消光系数引起的功率损耗较小。薄膜折射率对透射谱的变化（幅度和谐振峰偏移）影响很大；消光系数对谐振峰偏移影响很小，对谐振峰幅度的影响与具体的薄膜折射率有关。结果表明，敏感薄膜折射率和消光系数与传感器的灵敏度高低有直接关系，传感器的结构优化非常必要。     

光纤通信工程中光纤的选用

分析了光纤的分类标准和性能指标,提出了光纤通信工程中光纤选型建议。     

光纤探针技术在冲击波参量测量中的应用

简要分析了光纤探针技术的应用与发展,着重介绍了光纤探针在冲击波到达时间、冲击波速度以及冲击波波前形状探测中的应用,最后,描述了其前景和主要研究方向.     

光纤传感器在液体参量测量中的应用

介绍了一种利用锥形光纤探头测量液体参量的新方法,并且对不同探测条件下的灵敏度作出了比较。在标准的纤芯-包层-涂敷层传感光纤的光线泄漏区,液体通过压力管口被喷射到光纤上作为涂敷层。液滴由压力管口自动喷射出来,通过改变气体压力以及液体密度、黏度、表面张力等物理参量,就可以控制液滴的直径、折射率等参量。在光线泄漏区,传感光纤包层模式功率随着液体参量的改变而改变,从而锥形光纤探头探测到的输出功率也随之改变。实验以橄榄油、甘油、松节油为测量对象,解决了油类液体参量测量难度大的问题,测量灵敏度可以达到折射率每变化0.01,功率改变2~4 dB。该方法与以往所做的对沿光纤传播的包层模式功率的损失特性的简单分析对比,测量结果与理论曲线十分相符。     

STM光纤探针的研制

以普通的石英光纤为材料运用腐蚀－熔拉－腐蚀复合的方法制备出光纤探针，而后在针尖表面镀上一层数十nm厚的金属膜。达到导电性，使其能传导隧道电镜，并在STM上取得了理想的测试结果。     

用于单细胞研究的纳米光纤生物传感器

介绍了用于单细胞研究的纳米光纤生物传感器及其进展,系统给出了纳米光纤生物传感器的构成、原理和在检测单细胞方面的应用.     

航空发动机用光纤叶片振动传感探头的研制

主要介绍了一种制作光纤叶片振动传感器探头的新工艺,该工艺选用特殊的大芯径精密陶瓷插芯,采用了一种创新性的光纤定位技术,利用该工艺制作的光纤叶片振动传感探头经试验验证完全满足航空发动机叶片振动参数的测量要求.