用布拦格光纤光栅制作啁啾光纤光栅

介绍了一种用布拉格光纤光栅制作啁啾光纤光栅的方法。采用氢酸腐蚀布拉格光纤光栅,使光栅的横截面沿光栅轴向逐渐变小,然后对光栅施加１．５０Ｎ的拉力,在光栅轴向建立应变梯度,制作出长１５ｍｍ、峰值反射率达９２％、反射半高宽为５ｎｍ的啁啾光纤光栅。     

非均匀光纤光栅响应特性的研究

光纤栅在未来光纤通信与光纤传感系统中将关键性作用。本文进行了不同线型光栅迹与喃啾 等波导结构参数下的非均匀光纤光栅响应特性的数值计算,并通过对光栅响应不对称性的研究讨论,提出了光栅响应对称性的两个一般条件。     

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.     

超声光栅测声速实验的量化分析

对超声光栅测声速实验中声光光栅的光栅常数取值问题进行了分析,同时说明了该实验中声速测量结果与光栅常数取值无关。     

矩阵光学与单双光栅成象研究

本文首次用矩阵光学理论结合光栅衍射相干条件,推出双光栅成象的几何光学表示式,用象位移叠加的观点解释了双光栅成象系统Talbot自成象以及双光栅成象现象,首次将双光栅成象现象分为1)基于光栅和透镜组成系统对第一块光栅进行成象的双光栅成象和2)基于编码光源成象原理的双光栅成象,指出这是两种截然不同的双光栅成象,扩展了双光栅成象的物理意义。最后给出了实验结果。     

基于电驱动纳米光栅的结构设计及仿真分析

针对传统机械光栅周期不可调、检测精度低、无法实现光谱的连续扫描等问题,提出了一种基于石墨烯(GNP)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)构成的复合材料的低压直流电驱动可调谐纳米光栅,并对光栅整体结构进行了设计.利用COMSOL Multiphysics软件研究了光栅结构尺寸和驱动电压对光栅周期和膜层温度的影响规律.分析结果表明,在低电压驱动下膜层最大温度变化约为160℃,光栅周期在5s内的最大调谐量为160 nm.此外,在不同的驱动电压下,光栅周期和膜层温度的变化规律是相似的,这满足了工业气体的不同检测需求.     

基于Comsol仿真的周期性微纳米光栅结构研究

为了直观描述光栅中电磁场复杂的空间分布,利用Comsol多物理场软件进行严格耦合波分析,对周期性微纳米光栅结构进行建模,生动清晰地呈现出光栅衍射的光强分布并计算其透反射率.通过改变光栅常数、入射波长参数得出相应衍射图样、强度分布及透射率,利用衍射率最佳的参数进一步分析金属银光栅对光栅衍射强度分布的影响,得到了基于表面等离子体激元(surface plasmon polartions, SPPs)增强的衍射效应;通过改变银栅高度得到波导光栅,光栅缝隙之间呈现出周期性场增强现象,并对其基于光波导耦合效应做出解释,为衍射光栅的优化设计和应用提供了理论指导.     

刻线误差与面型误差对平面光栅光谱性能影响的二维快速傅里叶变换分析方法

光栅刻线误差与基底面型误差影响平面光栅衍射波前、分辨本领、鬼线、卫线及杂散光等光谱性能,研究光栅性能指标与光栅刻线误差及基底加工误差之间的因果关系,对提高光栅质量极为重要。根据光栅衍射中产生的源于刻线误差与面型误差的光程差,推导出了在光栅锥面衍射情况下的光栅刻线误差、基底面型误差、入射角θ、衍射级次m与衍射波前关系的数学表达式,得到构建非理想光栅衍射波前的理论模型。以理论模型为依据,采用干涉仪测量光栅对称级次衍射波前,实现在测量结果中对光栅刻线误差与基底面型误差的分离,并基于二维快速傅里叶变换分析光栅衍射波前,考察了刻线误差与面型误差对光栅性能指标的影响。借助此方法通过重构的光栅衍射波前,分析光栅分辨本领、鬼线等光谱性能,还可以反演光栅全表面刻线误差与面型误差的大小,为光栅基底加工、光栅制造和使用技术提供理论依据。     

级联光纤光栅的发展及应用

简要回顾了光纤光栅的发展、基本分类.在介绍光纤光栅基本特性及其在通信、传感中的应用的基础上,讨论了级联光纤光栅的结构、工作原理、分析方法、基本性质,以及它在传感和通信领域中的应用.展望了级联光纤光栅在传感、通信及其他领域的发展前景.     

光栅衍射实验中测量光栅常数的两种辅助方法

衍射光栅可以将不同波长的光在空间上分离开,在光谱分析领域中有广泛应用.利用光栅的衍射来测量光栅常数是大学物理实验中的一个典型实验,而本文介绍的正是光栅衍射实验中的两个有趣现象:一是旋转光栅时,谱线的偏转角存在一个最小值;二是光栅旋转到一定角度时,衍射光斑会逐渐消失在视野中.论文从理论上分析解释这两种现象,并设计出两种测量光栅常数的方法,在实验上进行验证.与传统的用最小偏转角测光栅常数的方法相比,本文重点分析了由判定最小偏转角位置偏差所带来的影响,并提出了对称旋转测量的方法来进一步减小误差.     

基于啁啾相移光纤光栅的滤波器设计及应用

相移光纤光栅作为透射型带通滤波器件降低了使用成本和插入损耗.在光通信和传感领域有着较高的应用价值.啁啾相移光纤光栅的透射峰波长和数量由相移点的位置和数量来确定,透射峰特性受相移量的影响.采用分段切趾的方法获得满足光通信要求的滤波特性,利用传输矩阵法分析了切趾前后透射峰特性的变化,结果表明:切趾改善了滤波器的幅度和相位响应,依据滤波器的设计要求选取不同的切趾函数以及切趾比例;切趾还大大减弱了透射峰波长和深度对相移量的敏感度,适当切趾后相移量的影响可以忽略.并提出一种应用双通道啁啾相移光纤光栅滤波器产生脉冲毫米波副载波信号的方案.     

双波长啁啾相移光纤光栅

理论研究并实验验证了一种含有两段π相移的啁啾相移光纤光栅.采用F矩阵对啁啾相移光纤光栅进行计算并分析了该光栅的谱特性.含有两段π相移的啁啾相移光纤光栅可以在普通啁啾光栅透射谱阻带中产生双波长透射峰,透射峰位置直接取决于光栅中π相移的位置,透射峰的线宽和透射峰的波长间隔没有关系,仅随着啁啾率的增大而增大.采用带相位掩模的逐点扫描法对含有两段π相移的双波长啁啾相移光栅进行了制作,获得波长间隔为8 nm的双波长透射谱的光栅器件.该光栅的消光比和3 dB谱线宽分别为20 dB和0.08 nm,实验结果和理论设计一致.     

Optical encoder based on Fractional-Talbot effect using two-dimensional phase grating

This work presents an optical encoder that uses a two-dimensional phase grating. Rather than using a four-windowed scanning grating, this design with a special two-dimensional phase index grating generates two sinusoidal signals that are mutually phase-shifted by 180°. Afterwards, two large-areas, specially structured index grating generates the four 90° electrically phase-shifted scanning signals. The special design of the two-dimensional phase index grating provides more accuracy of phase-shift by using the fact that the  + 1 and −1 diffraction orders are intrinsically phase-shifted from one another by 180°. The gap between the phase index grating and mail scale was increased to three quarters of Talbot distance. The tolerance of gap between the index and main grating is 0.1 mm. The tolerance of yaw motion is ± 0.25°.     

级联长周期光纤光栅的光谱特性研究

级联长周期光纤光栅的透射谱具有干涉峰的振幅大、谱型丰富等优点。利用传输矩阵法分析了级联及相移长周期光栅的光谱特性,研究了级联光栅间距、位置和相移对光栅谱的影响,并对级联及相移长周期光栅谱进行了比较。结果表明:两者光谱特性在光栅间距长度与光栅周期之比较小或级联位置靠近光栅两端时具有较强的一致性。对相移长周期光栅而言,当引入多个相移时,两个主阻带间的通带宽度随着引入的相移个数的增多而逐渐变宽。     

基于紫外刻写相移光栅的温度应力同时测量传感器

传统光纤光栅传感器存在温度应力交叉敏感的问题,无法同时测量被测物体的温度应力变化情况.针对这种情况,提出一种新型的利用紫外光刻写相移光栅的方法,在刻写光栅前用电极放电的方法去除掉极小一段光纤的光敏性,使光纤原有的均匀周期分布状态被破坏,从而形成相移光栅,并对其进行理论分析.此种相移光栅的透射光谱存在2个明显的谐振峰,利...     

应变、温度对λ/4相移光栅反射光谱特性的影响

利用矩阵法和编程计算，对λ/4相移光栅在外界应变或温度的影响下，其反射光谱特性进行研究，得出一些规律性的结论.这些理论结果将对相移光栅在传感中的应用及其制作有参考作用.     

Common path interferometer based on the modified Michelson configuration using a reflective grating

A common-path interferometer using the modified Michelson system with a reflective grating is proposed for quantitative phase imaging. The frequency spectrum of the object beam is split into two beams using a beam splitter. One beam is diffracted into +1, 0, and −1 orders by the reflective grating to act as an object beam, and the other beam is low-filtered and diffracted by a pinhole mirror to act as a reference beam. Three phase-shifted interferograms can be simultaneously captured using the proposed interferometer, and the specimen phase can then be reconstructed from the three interferograms. Experiments are carried out to prove the precision, real-time ability, and stability of the proposed method.     

Fractional optical Hilbert transform using phase shifted fiber Bragg gratings

In this paper, we demonstrate that an arbitrary order (including both integer and fractional orders) Hilbert transform (HT) of an input optical waveform can be implemented by a simple and practical phase-shifted fiber Bragg grating (PSFBG) operated in reflection mode. The PSFBG consists of two concatenated identical uniform FBGs with a proper phase shift between them. It is proved that both the phase shift of the FBGs and the apodizing profile of the refractive index modulation determine the order of the transform. The simulation results show that the device can perform arbitrary fractional Hilbert transform (FHT) with excellent accuracy for input signals with up to hundreds of GHz bandwidth using feasible FBG structures.     

非均匀应变场下相移光栅光谱特性及其实验研究

采用传输矩阵法系统研究轴向非均匀应变场下相移光栅光谱特性,对均匀应变、线性应变、二次应变以及三次应变分布下相移光栅反射谱进行仿真,分析应变分布函数各项系数对反射率、通透带宽、透射窗口对应波长以及光谱形状的影响,并得出规律性结论。基于不同形状悬臂梁组建应变调谐实验装置,利用有限元法计算固定于不同形状悬臂梁表面相移光栅栅区应变分布,结合数值计算结果进行相移光栅应变调谐实验,研究相移光栅栅区轴向在均匀应变场、线性应变场以及二次应变场下相移光栅的反射光谱,实验结果表明在不同应变场下相移光栅反射谱呈现规律性变化,与仿真结果很好吻合。     

Bandwidth controllable transmission filter based on Moiré fiber Bragg grating

A new and efficient technique for fabrication of bandwidth controllable π–phase-shifted fiber Bragg grating (FBG) based on moiré grating using a uniform phase mask is demonstrated. The feasibility of writing a moiré grating into an ordinary SMF-28 fiber using stretching and double exposure by ultraviolet fringe is reported. We analyzed the relation between the initial differentia of phase of two exposures and the transmission spectrum of phase-shifted FBG. Moreover, we present a novel method to control the initial differentia of phase of two exposures. Using this technique, two kinds of resonant filters with a 3-dB line-width of 0.01 nm centered at 1553.79 nm and of 0.5 nm centered at 1554.57 nm respectively were fabricated with same uniform phase mask.