一种测定光纤光栅布拉格反射波长位移的简单方法

报道一种简单的光纤光栅对参考法测定光纤光栅布拉格波长的位移的方法，其原理是利用一个布拉格波长可调谐的光纤光栅去跟踪另一个光纤光栅拉格波长的变化，测得的光栅布拉格波长的温度灵敏度为０．００８８ｎｍ／℃，这和用可调谐半导体激光器测得的结果十分接近。     

高温退火制备再生光纤光栅的光谱重复性

利用紫外光照射制作两组光纤布拉格光栅,使用高温炉对第一组光栅进行850℃退火处理,在擦除初始光栅后制备出高温再生光栅,该组再生光栅的布拉格波长的变化范围为0.22nm;平均透射率为2.57dB,折射率变化范围为0.52dB。对第二组光栅在850℃退火处理后进行1 100℃后退火,该组的布拉格波长变化范围为0.41nm;平均透射率为0.69dB,折射率变化范围为0.16dB。后退火处理会放大再生光栅的波长差异,其原因是退火过程中各光栅固定拉力之间的微小差别。光纤布拉格光栅从擦除到再生是一个可控的过程,具有很好的重复性,通过高温退火法制备再生光栅的大规模生产是可行的。     

基于相移光纤光栅的布拉格波长解调原理的分析

提出了一种基于相移光纤光栅(phase shifted fiber grating)的布拉格波长解调技术，相移光纤光栅在反射谱阻带中能打开线宽极窄的一个或多个通透窗口，而且窗口位置随所加相移量的大小呈线性变化。实验中应用电流调谐相移量以实现布拉格波长的解调。选用最大波长偏移量为2nm的相移光纤光栅进行调谐滤波，温度的测量范围可达到200℃，应变的测量范围可达到2000μs。实验表明利用相移光纤光栅进行布拉格波长解调，取得了预期的效果，为布拉格波长解调技术提出了新的思路。     

复用体布拉格光栅的谐波分离以及光束取样特性研究

复用体布拉格光栅具有良好的波矢选择性以及可控的衍射效率.根据Kogelnik耦合波理论,分析复用体布拉格光栅作为谐波分离以及光束取样元件的可行性.结果表明,采用复用两片反射型以及单片透射型体布拉格光栅的结构,使得两片反射型体布拉格光栅对混有三个倍频成分的主光束中的基频、二倍频光束(1053 nm和527 nm)高效率衍...     

少模光纤布拉格光栅折射率传感的分析与测量

理论分析和模拟计算了少模光纤布拉格光栅基模及高阶模的耦合与传输特性,得到在相同外部折射率变化情况下,少模光纤基模与高阶模耦合对应的布拉格波长变化,比正、反向基模之间耦合对应的布拉格波长变化显著增大.实验上制作了少模光纤布拉格光栅,测量了基模之间以及基模与高阶模之间对应的布拉格波长随外部折射率、温度变化的情况,得到与理论分析相符的结果.而对于温度变化对折射率测量结果干扰的问题,提出了通过计算布拉格波长差来克服温度影响的方法.这些结果为采用布拉格光纤光栅测量外部折射率变化提供了一种新的途径.     

基于阵列波导光栅的智能服装人体测温解调系统研究

研究并实现了一种应用于智能服装中人体温度测量的阵列波导光栅解调系统。分析了系统的解调原理,搭建了光纤布拉格光栅解调实验平台,采用了强度法解调出光纤光栅的布拉格波长,完成了光纤光栅传感器串联前后解调的实验。结果表明,系统对光纤布拉格光栅的布拉格波长的解调具有高线性度,波长测量精度可达0.001 nm,光纤布拉格光栅传感器间串扰所造成的解调误差为0.000 5 nm,人体温度的测量误差为±0.16 ℃。该解调系统精度高、串扰低,可适用于智能服装中人体温度的测量。     

阵列波导光栅解调的准分布式光纤光栅传感器

从理论上和实验上研究了一种操作简单、响应速度快,价格低廉和高分辨率的基于阵列波导光栅(AWG)的准分布式光纤布拉格光栅(FBG)传感器.该传感系统采用了阵列波导光栅双通道强度解调技术对光纤光栅的布拉格波长和温度进行精确的解调.实验结果表明,该系统对宽带宽光纤光栅的布拉格波长和温度解调均具有高线性度,考虑系统稳定性及光纤布拉格光栅之间的串扰影响,波长测量精度仍可达2 pm,温度测量精度优于0.2℃.     

双波长工作的光纤光栅外腔半导体激光器

本文利用多波长光纤布拉格光栅与端面镀有增透膜的半导体激光器管芯耦合形成外腔激光器。研究了不同光纤光栅布拉格波长间隔下,器件的工作性能。当光纤光栅波长间隔不同于管芯的FP腔模式间隔时,不能得到稳定的多波长输出。通过调整光纤栅的各个布拉格波长间隔,使之和半导体激光器FP模式间距相同时,得到了输出稳定的双波长激光。     

体布拉格光栅滤波片及其光谱成像应用

利用厚体布拉格光栅的波长选择特性对目标光场进行窄带滤波,是实现高光谱成像的一种新途径。基于严格耦合波理论,设计了体布拉格光栅结构,探索了厚体布拉格光栅的制作工艺,搭建系统光路验证了体布拉格光栅的光谱成像能力。研究结果表明:要获得较窄滤波谱宽,需要提高体布拉格光栅的厚度周期比,并严格控制入射光束发散角;刻写光束质量、震动和偏振会极大地影响制作的光栅条纹面质量,需要从优化写入光的光束均匀性、采用防震措施以及调整两刻写光束偏振一致性等方面优化刻写过程,以提高光栅的衍射效率和质量;验证了体布拉格光栅滤波片进行空间二维面阵成像的能力,宽谱光源透射条件下,通过对入射光束进行准直,滤波谱宽5 nm左右,空间分辨率约4 lines/mm;漫反射条件下,使用体布拉格光栅对进行色散补偿,能够实现较为清晰的成像,空间分辨率约4.9 lines/mm。     

光纤光栅传感器的波长检测系统及其理论分析

理论分析并实验研究了基于光纤光栅滤波调谐技术的光纤光栅传感系统。分析了由于光源光强度波动及光纤扰动而引起的波长测量误差，并给出了减小测量误差的方法。该系统采用应变仪作为读出设备，使测量结果的线性拟合度达0．9995，测量光纤光栅布拉格波长移动的最小分辨率为1．3pm。     

Variable Wavelengths Fiber Bragg Gratings Written with A Phase Mask and Four Prisms

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｓｉｎｃｅｔｈｅｆｉｂｅｒｗａｓｐｌａｃｅｄｄｉｒｅｃｔｌｙｂｅｈｉｎｄｔｈｅ ｐｈａｓｅｍａｓｋ ,ｗｈｉｃｈｗａｓｏｒｉｇｉｎａｌｌｙｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｂｙＫ .Ｏ .Ｈｉｌｌｅｔａｌ.ｉｎ 1 993[1] ,ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｈａｓｂｅｅｎｕｓｅｄｗｉｄｅｌｙｆｏｒｗｒｉｔｉｎｇｆｉｂｅｒＢｒａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇ .Ｈｏｗｅｖｅｒ ,ｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆｐｈａｓｅｍａｓｋｃａｎｏｎｌｙｉｎｓｃｒｉｂｅｔｈｅｆｉｂｅｒＢｒａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇｗｉｔｈ…     

Variable Wavelengths Fiber Bragg Gratings Written with A Phase Mask and Four Prisms

Using only one diffractive element, the Talbot interferometer provides a robust and inherently stable method for reproducing fiber Bragg gratings with variable wavelengths, and reduces the complexity of the fiber grating fabrication system. However, the usable length of the grating is limited by the practical length of the mirrors. This paper presents a phase mask with two fixed prisms and two rotational prisms to inscribe fiber Bragg gratings with variable Bragg wavelengths. In this system, the fiber Bragg grating is inscribed by UV interference stripes of 193 nm derived from two rotational prisms and two fixed prisms, where phase mask is used as a beam splitter of ±1 order diffraction light. It is noteworthy that the tunable phase mask interferometer decreases the demand of the length of prism evidently.     

Changing photo-written Bragg wavelengths of fiber gratings via one phase mask and four mirrors

A phase mask interferometer is developed to photo-write long gratings with arbitrary Bragg wavelengths. In this system, the fiber Bragg grating is photo-written by UV interference stripes of 193 nm reflected from two rotatable mirrors and two fixed mirrors, where the phase mask is not only used as a beam splitter, but also initialized the reference quantity of Bragg wavelength; the fixed mirrors are used for reducing the incident angle; the rotatable mirrors are used for adjusting the corresponding photo-written Bragg wavelength. It is worth noting that the photo-written length is fourfold as high as the length in the Talbot interferometer with the same mirror size.     

闪耀光纤光栅写制技术及解调技术研究

利用相位掩模法,对闪耀光纤光栅的写制技术进行了研究.在载氢光敏光纤中写制了不同倾斜角度的闪耀光纤光栅,给出了相应的结果谱图.利用闪耀光纤光栅的包层耦合模,通过侧面光检测技术,实现了一种以闪耀光纤光栅为分光器件的光纤光栅波长解调系统.对C波段的波长进行了解调,给出了实验系统及相应结果分析.     

改变写入Bragg波长的干涉条纹运动的扫描式Talbot干涉仪

一种干涉条纹运动的扫描式Talbot干涉仪被用于改变光纤Bragg光栅的写入Bragg波长。在系统中,光纤光栅是由来自相位掩模的±1级衍射光经平面镜反射后在远场形成紫外干涉条纹写入的,其中,相位掩模被用作±1级衍射光的分束器。值得注意的是通过干涉条纹的运动来扫描写入光纤光栅,有效降低了Talbot干涉仪对写入光源相干性的要求。     

利用相位掩膜技术制备光纤光栅的紫外曝光系统

光纤布拉格光栅在光纤系统中起着反射镜的作用,它在光纤通信和光纤传感技术中应用十分广泛[1].特别是近年发展起来的利用相位掩膜技术,对掺杂光纤芯径的紫外诱导轴向折射率变化来制备光栅[2],方法简单,适于大规模生产,更具有强大的生命力.伴随该技术的成熟与开发,已促进全光纤技术范围内的科学进步.     

Apodised fiber Bragg gratings fabricated with a uniform phase mask using Gaussian beam laser

A new exposure scheme for fabricating apodised fiber Bragg gratings by the use of a uniform phase mask and a Gaussian beam laser is demonstrated. Average refractive index is kept nearly constant along the grating to derive a side lobe suppression of 20 dB in the shorter wavelength. This scheme allows the writing of truly apodized fiber Bragg gratings.     

相移光纤光栅的制作和特性

在光纤光栅的刻蚀平台中引入精密移动电机,控制相位掩模板的移动,从而在光纤光栅的刻蚀过程中,在光栅的固定位置引入相移量,采用此简单易行的方法制作出了多种相移光纤光栅,分析所刻光纤光栅的光谱曲线,符合理论分析和设计的要求。     

中心波长1080 nm的高功率光纤光栅研制与测试

介绍了基于紫外光侧写和相位掩模法制作双包层光纤光栅的工艺,制作了一对中心波长1080 nm的光纤光栅,测试光谱得到其反射谱带宽分别为2 nm和1 nm。采用自制的光纤光栅搭建了一个高功率光纤振荡器,得到最高502 W的激光输出,并测试了输出激光的光谱和光束质量。     

π相移光纤光栅对超声波致非均匀应变场的传感特性

π相移光纤光栅用于水中超声传感时,超声波沿光纤轴向入射和垂直光纤入射时的传感波形及幅度显著不同。针对这一现象,本文建立了基于光学传递矩阵的光纤光栅声传感理论模型,计算了超声波分别沿轴向和沿垂直方向入射时π相移光纤光栅中的非均匀应变场分布,进而分析了光谱偏移,揭示了两种入射角度下π相移光纤光栅的传感特性与声传播导致的应变场分布相关,并通过实验进行了验证。结果表明,两种入射角度产生的不同的非均匀应变场分布对π相移光纤光栅的传感特性影响明显。超声波垂直入射时的传感波形和幅度均优于轴向入射,且π相移处对传感有显著作用。当入射位置远离π相移处时,垂直入射的响应也明显降低。本研究可为π相移光纤光栅超声传感的机理分析提供参考。