一种基于偏振态检测技术的单模光纤应力双折射测量法

针对光纤应力双折射理论与实际应用存在的差异,提出了一种简单而实用的基于偏振态检测技术的光纤应力双折射测量的方案,并用实验结果证明了其有效性.     

在线单模光纤偏振控制器研究

利用Ｐｏｉｎｃａｒｅ球理论首次全面分析了在线全光纤偏振控制器。结果发现该偏振器可以有八种不同路径，实现任意偏振态之间的转化，最后通过实验验证了其工作性能。     

金属包层单模光纤偏振器的分析

给出计算金属包层单模光纤偏振器中两种正交偏振模式的损耗系数，偏振器的消光比与插入损耗的微扰分析方法。本法计算较简便，且能分析光纤芯区被部分刻蚀的情况，此情况的分析尚未报道。其计算结果与实验结果符合。     

单模光纤折射率分布对偏振模色散的影响

利用将任意非圆柱等效为椭圆的方法分析和计算了单模光纤中包层和芯层折射率分布不同心导致的偏振模色散，得到了两个偏振模式的传输常数差△β和偏振模色散△τ与偏心比、入射光的波长、芯层半径、相对折射率差的关系曲线，为实践中昼减小单模光纤的偏振模色散提供理论上的指导。与椭圆度引起的偏振模色散相比，不同心引起的偏振模色散具有相同的数量级。     

矩形波导近似计算椭圆应力包层单模光纤的双折射

提出矩形波导近似,并分别采用Marcatili法和有效折射率法进行计算,得出了数值结果,并将其与大块光学材料近似、修正耦合波理论和微扰法以及精确求解特征方程的结果进行比较.     

偏振保持光纤的模式双折射

偏振保持光纤是单模光纤的一种特殊类型,其模式双折射与温度、芯和皮折射率差及椭圆度、热膨胀系数、光纤直径、弹性模量、泊松比、频率、波长、拉丝张力等诸多因素有关,对与偏振保持光纤模式双折射相关的上述因素进行分析,指出光纤模式双折射越高,光纤的偏振态保持就越好,为更好地设计新型保偏光纤或合理选择保偏光纤类型奠定了基础.     

单模光纤偏振特性的测试

叙述测量单模光纤偏振特性的基本原理，介绍了单模光纤的偏振度P，位相差δ及保偏光纤的拍长Lp的测量方法。     

基于谐振吸收效应的单模单偏振光子晶体光纤研究

提出了一种基于谐振吸收效应的单模单偏振光子晶体光纤，阐述了其工作原理，并利用全矢量有限元法对其模场分布、限制损耗、工作带宽、消光比等基本特性进行了数值模拟. 数值结果表明这种结构可以获得很高的单模单偏振工作带宽，并能以较低的损耗代价实现极高的消光比.讨论了结构设计参量对光纤性能的影响.研究结果对设计新型的高性能单模单偏振光纤具有一定的指导意义.     

基于光纤循环延迟线的单模光纤偏振控制技术的新研究

本文针对原有光纤循环延迟线单模光纤偏振控制系统存在的技术和理论问题,提出了改进方案．技术上引入了旋转挤压器,理论上引入了反向旋转矩阵．理论和实验结果都证实了新方案的合理性．     

强双折射光纤中色散效应对偏振模传输的影响

本文研究了在强双折射光纤中色散效应对偏振模传输的影响.发现当二阶色散系数较大时,偏振模能稳定传输,但所需入纤功率较高;当降低二阶色散影响以降低对光源要求时,三阶色散对偏振模长距离传输起破坏作用,三阶色散参量越大,对偏振模的破坏也越大.     

全光纤激光多普勒测速技术的研究

介绍一种全部采用普通单模光导纤维作为光路的激光多普勒测速系统.在该系统中采用普通单模光纤声光频率偏移装置实现被测流场速度方向的判别;以单模光纤偏振控制器控制光纤中激光偏振态,与常规激光多普勒测速系统相比,该系统结构简单,体积小、调整方便,而且测速探头具有极好的移动灵活性.     

Design and analysis of a novel single-mode single-polarization photonic crystal fibre based on polarization-dependent coupling and absorption effect

A novel single-mode single-polarization (SMSP) photonic crystal fibre has been proposed and analysed based on the polarization-dependent coupling and absorption effect via a full-vector finite element method with perfectly matched layers. The numerical results predict that very efficient SMSP operation can be achieved with both high bandwidth and high extinction ratio at low loss penalty. Effects of the fibre structural parameters on the SMSP bandwidth and extinction ratio have been explored, which will provide useful guide for the design and fabrication of the fibre. The results obtained will be instructive for the realization of new SMSP fibres with high performance.     

Optical-frequency dependent modal birefringence and polarization mode dispersion of birefringent single-mode optical fibers over a broadband optical wavelength range

Optical-frequency dependent polarization mode dispersion as well as modal birefringence of three kinds of specially designed hollow-induced birefringent single-mode fiber are measured over an optical frequency range between 345 and 410 THz by optical frequency-domain interferometry.     

Single-mode fibre optic Bragg grating sensing on the base of birefringence in surface-mounting and embedding applications

Birefringence effects in the two typical installation techniques of fibre Bragg grating(FBG) sensor are investigated: surface-mounting and embedding configurations. When the FBG is bonded on a host material, the sensitivity loss in ultrasonic measurement caused by glue-induced low-birefringence is first reported. Next, the transverse stress-induced high birefringence when the FBG is embedded into a fabric composite laminate is measured as 3.6×10⁻⁴. Such induced-birefringence effects are experimentally analysed in mechanical applications. Simple and effective solutions with respect to the respective installation configurations for removing the birefringence effect are proposed and the obtained zero-birefringence cases are compared with the birefringent cases.     

测量单模波导参数的新方法:导模和漏模的双偏振测量

本文提出测量单模波导参数的新方法.用棱镜耦合器测量两种偏振基导模和基漏模的模折射率,并由相应的四个模方程确定单模波导参数.其测量精度优于纯导模测量.用这种方法测量了单模玻璃波导参数,并对误差来源作了理论分析.     

Single-mode antiresonant terahertz fiber based on mode coupling between core and cladding

Based on the index-induced mode coupling between the higher-order mode in core and the fundamental mode in cladding tubes, the single-mode operation can be realized in any antiresonant fibers (ARFs) when satisfying that the area ratio of cladding tube and core is about 0.46:1, and this area ratio also should be modified according to the shape and the number of cladding tubes. In the ARF with nodal core boundary, the mode in core also can couple with the mode in the wall of core boundary, which can further enhance the suppression of high-order mode. Accordingly, an ARF with conjoint semi-elliptical cladding tubes realizes a loss of higher-order mode larger than 30 dB/m; simultaneously, a loss of fundamental mode loss less than 0.4 dB/m.     

基于光纤中超短脉冲非线性传输机理与特定光谱选择技术的多波长飞秒激光的产生

高集成、高可靠性宽调谐飞秒激光源在超快光谱学、量子光学及生物成像等研究与应用领域具有重要价值.如在生物多光子显微成像中,具有适中能量的宽调谐飞秒激光源不仅可满足多种生物组织荧光激发所需的峰值功率与激发波长,而且也可以显著提升非线性荧光产生效率、成像分辨率以及增大成像穿透深度.采用自主研发的高可靠性全保偏光纤飞秒激光器作为抽运源,基于低色散光纤中高峰值功率飞秒激光脉冲非线性传输引起的光谱加宽机制,本文开展了多波长全光纤飞秒激光产生技术研究.通过采用中心波长在980, 1000,1050, 1070与1100 nm的带通滤波片选择性地对单模光纤输出光谱中最左边与最右边光谱旁瓣进行滤波,在上述中心波长处分别可获得203, 195, 196, 187与194 fs的激光输出.本文提出的基于全光纤飞秒激光脉冲在单模光纤中非线性传输引起的光谱加宽机制与特定光谱选择技术的实验方案为高集成、高可靠性宽调谐飞秒激光源的实现提供了新的研究途径.     

激光窗口热效应和应力双折射的分析

分析了平板窗口在激光加热和内外压强差作用下对光束带来的附加相移,详细讨论了应力双折射部分的相移,计算了CaF2窗口的温升、应力、附加相移、远场Strehl比和退偏度等的分布。结果表明：窗口变形和折射率随温度变化是产生附加相移的主要原因,窗口的非均匀温升将导致光束质量下降,应力双折射部分的相移与窗口表面Miller指数有关,对入射光产生一定的退偏效应,从而影响光束质量。     

基于非线性参数估计的永磁移相器安装校正

介绍了永磁移相器的控制精度对X射线自由电子激光(FEL) 的影响, 分析其误差来源。针对传统运动控制系统检测过程复杂、手动操作精度低等缺点, 提出了基于改进高斯牛顿非线性参数估计法的自动校正系统, 阐述了校正理论与过程。利用该方法对欧洲X射线自由电子激光装置中的移相器做安装校正应用, 使得每台移相器在高磁场应力的环境下间隙位移达到μm级控制精度, 满足工程设计要求。     

基于双折射双频激光器中的调频回馈位移测量研究

提出了一种基于双折射双频激光器中的调频回馈效应的位移测量系统，并在实验和理论两方面进行了研究.实验中保持回馈外腔长度不变，将一四分之一波片置于激光器内腔中，调制内腔长度，激光器的中心频率发生改变，激光器输出强度将发生周期性的变化.研究发现激光强度曲线的波动频率正比于回馈外腔长度与内腔长度之比.当该位移测量系统的外腔长度是内腔长度的6倍时，被测物体每移动半个光波长，激光强度波动12次，系统分辨率可以达到二十四分之一光波长.理论分析与实验结果相符合.研究表明该位移测量系统具有高分辨率、大测量范围、可工作于任意回馈水平等特点. 关键词： 调频回馈 位移测量 双折射双频激光器 强度波动频率