对称结构光纤光栅耦合器及其应用

光纤光栅耦合器(FGC)具有光纤光栅良好的波长选择特性和光纤耦合器的多端口特点，易于实现全光纤的光波分插复用。光纤光栅耦合器主要有4种结构：基于M Z干涉仪的分离型、基于100％耦合器的非对称型、基于0耦合器的非对称型和基于100％耦合器的对称型。着重介绍对称结构光纤光栅耦合器的结构、工作原理和研究现状。提出了测试方案，并探讨了这种器件在大规模波分复用光纤传感器阵列中的应用。     

光纤耦合器的理论、设计及进展

系统总结了光纤耦合器的发展历程,归纳提炼出各个阶段的标志性事件;详细阐述了光纤耦合器的耦合类型、制作方法、性能参数;详细评述了光纤耦合器的理论分析方法;全面分析了X型、星型、光栅型、混合型等各种典型光纤耦合器的基本结构、工作原理及耦合特性;指出并展望了光纤耦合器的发展方向和应用前景。作者率先提出并设计了超长周期光纤光栅耦合器,实验上实现了两个超长周期光纤光栅之间的有效耦合。     

光纤耦合器的理论、设计及进展

系统总结了光纤耦合器的发展历程,归纳提炼出各个阶段的标志性事件;详细阐述了光纤耦合器的耦合类型、制作方法、性能参数;详细评述了光纤耦合器的理论分析方法;全面分析了X型、星型、光栅型、混合型等各种典型光纤耦合器的基本结构、工作原理及耦合特性;指出并展望了光纤耦合器的发展方向和应用前景。作者率先提出并设计了超长周期光纤光栅耦合器,实验上实现了两个超长周期光纤光栅之间的有效耦合。     

平面型四光纤耦合系统的研究

以线性耦合波方程为基础，导出了在弱熔情况下平面型四光纤耦合系统的传播常数、本征模以及功率耦合特性，并首次利用“熔拉”法研制成功了平面型四光纤耦合器，得到的耦合器谱响应实验结果与理论结果基本一致。     

宽频带熔锥型耦合器的变化分析

利用变分法对腐蚀熔锥型非对称单模光纤耦合器的耦合特性进行了分析.文中根据耦合器的光纤参数及截面尺寸,用有效平行波导模型,对自制的弱融型熔锥耦合器的转换功率随波长变化曲线进行了计算.结果表明,不仅宽频带特性的理论曲线与实验符合得较好,而且耦合器的耦合特性对二光纤的芯径比及熔锥长度的变化十分灵敏,这也与实验相符.     

新型1×4塑料光纤功率耦合器的研制

提出了一种新型的塑料光纤功率耦合器 ,该耦合器与传统的拉锥型和混合棒塑料光纤耦合器不同。理论分析了它的损耗特性。该耦合器基于塑料光纤本身的热特性 ,分别将塑料光纤进行拉锥和热缩构成耦合器的两端 ,结构简单 ,制作容易 ,实验结果表明其性能也可满足塑料光纤短距离通信网的要求     

用于光纤光栅解调的波长敏感光纤耦合器

为了拓宽光纤耦合器的使用范围,开发光纤耦合器的新功能,采用熔锥技术制作波长敏感耦合器,该耦合器在分光的同时对波长敏感。通过耦合理论验证实验结果,实验数据与理论值相符合。实验中得到波长灵敏度最大值为17.86%/nm的耦合器。采用拉锥工艺制作波长敏感耦合器工艺简单,耦合比峰值对应波长控制易于实现。该耦合器可用于光纤光栅布拉格波长漂移解调。令待解调光纤光栅布拉格波长与耦合器波长灵敏度最大值对应的波长一致,当波长发生漂移时,耦合器输出耦合比发生变化。自制的波长敏感耦合器实现了对布拉格波长为1566.71 nm光纤光栅波长漂移的解调,波长漂移1.80 nm,耦合比变化20.34%。此种解调方式具有光路简单,易于与光纤匹配的优点,可以应用在大型建筑中光纤光栅的健康监测。     

用两段式波导模型研究3dB宽带光纤耦合器

报道了用两段式组合波导模型分析研究３ｄＢ宽频带熔锥型单模光纤耦合器。根据文献［１］用两根阶跃型单模光纤，使其中一根光纤的熔锥区腐蚀变细，熔融拉锥成两段式的准双锥体组合波导，分别用变分理论和传统的耦合波理论分析横截面近似不变的腰部区域和横截面随从向距离变化的梯度区域内的耦合行为，耦合器的耦合功率是这两段区域耦合功率的叠加。从而得到了耦合器中任意点的耦合功率表达式。用光纤参数和适当的组合波导横截面尺寸     

高性能三端口全光纤开关

提出采用２×２和３×３单模光纤耦合器组合成的马赫－陈德尔干涉仪来制作全光纤开关。解决了在连续熔融拉伸两个耦合器组成马赫－陈德尔干涉仪的过程中，由于干涉的作用而无法监视光功率来控制第二个耦合器的分束比的问题。并且由于是连续熔融拉伸，保证了两条单模光纤干涉臂长度的一致，从而提高了单模光纤马赫－陈德尔干涉仪的性能，使得用其做成的三端口压电陶瓷电控全光纤开关具有宽频带的特性，其最小交调达到３０ｄＢ，附加损耗为０．２３ｄＢ。     

1×7圆柱形混合棒塑料光纤耦合器

提出一种新型的使用圆柱形混合棒的 1× 7塑料光纤耦合器。该耦合器直接使用粗塑料光纤制作混合棒 ,与传统的 1× 7圆锥形混合棒塑料光纤耦合器相比省略了成本高的混合棒拉锥过程 ,因而成本较低。对混合棒失配面外接U形光纤光吸收器的 1× 7圆柱形混合棒塑料光纤耦合器进行了理论分析和实验研究 ,实验测量该耦合器的通道串音小于 - 40dB ,其耦合效率接近于 1× 7圆锥形混合棒塑料光纤耦合器。实验结果表明该耦合器是一种高性能价格比的塑料光纤耦合器     

基于光纤声光调制的轮廓检测技术研究

为实现对工件表面微观形貌测量系统要求远距离传输、实时在线及非接触测量,同时达到高精度、高分辨力、高信噪比测量,提出基于声光调制的光纤外差法轮廓检测技术,采用外差法可有效抑制随机噪声,提高信噪比,通过原理分析建立数学模型;系统设计画出工件表面粗糙度测量框图;实验测量得出被测工件表面粗糙度,分辨力达到1 nm;讨论了不确定度来源及控制方法,测量精度为1。实验结果表明:外差法、声光调制及光纤测试技术可有效降低噪声、提高分辨力和测量精度。     

基于RBF网络的光纤荧光海水叶绿素a含量在线监测系统的研究

介绍了能够实现对海水中叶绿素a含量在线监测的光纤荧光系统。系统将荧光技术、光纤技术和基于RBF(Radial Basis Function Neural Network)神经网络的标定方法相结合，建立了用于海水叶绿素a含量在线监测的最佳RBF网络结构，系统具有结构简单，探头无源及高灵敏度等特点。     

多路串行数据光纤传输系统

提出一种适合于点-点或小局域间的中、长距离光纤(缆)传输系统。系统采用光纤(缆)作为传输媒介，因而具有抗电磁和核辐射等干扰能力，可应用于某些特殊的人工不宜到达的地理位置环境中；系统同时采用了单片机作串行数据的发射和接收，具有结构简单、可靠性高、数据处理能力强和串行波特率设置灵活等特点，能适应不同串行传输速率的需求，满足军用和民用的中、长距离的遥控及监控传输需求，应用前景广阔。     

适合自主探究式学习的光纤传感器组合演示装置

介绍了自行研制的光纤传感器组合演示装置,探索建立基于现代教育理念的演示实验教学模式,阐述该类演示装置在整个专业课程体系中的地位和作用.     

硅基光栅耦合器的研究进展

硅基光子集成芯片的研究近年来发展迅速, 已成为信息技术领域中最热门的研究方向之一, 光通信、光互连、光传感等相关研发应用机构高度关注其发展, 并积极介入. 硅基光子集成芯片中, 光栅耦合器作为光信号的输入和输出装置受到极大重视, 尤其在封装和测试等环节体现出极具价值的技术优势. 本文主要分析了光栅耦合器的工作原理、基本特性及国内外的发展现状和趋势, 同时也概括了本课题组近期在该方向上的研究成果. 关键词： 光栅耦合器 耦合效率 绝缘体上硅 光子集成     

33GPa压力以下液氩冲击温度的实验测量

 利用液氮冷靶系统制取液氩样品,以二级氢气炮作为加载工具,驱动飞片对液氩样品进行平面冲击压缩,实验测量了33 GPa冲击压力以下液氩的冲击温度。飞片速度由磁测速系统测量,冲击波速度和冲击温度用光纤耦合高温计系统测量,粒子速度采用阻抗匹配法计算得到。实验测得当冲击压力为33 GPa时,液氩的冲击温度超过10 000 K;而当冲击压力超过30 GPa时,冲击温度的上升趋势与理论计算相比明显变缓,该压力点正好与以前测得的冲击波速度-粒子速度曲线的拐点一致。     

传质特性对光纤生物制氢反应器性能的影响

光生物制氢反应器的传质特性是影响反应器特性的重要因素.本文通过构造新型的光纤生物制氢反应器,采用生物膜法细胞固定化技术,考察在连续产氢条件下,进口底物浓度和流速对与反应器产氢相关特性的影响.结果表明:高浓度下出现的底物抑制现象是限制反应器性能的原因;流速改变的传质特性对反应器性能的影响,反映在驱动势和反应时间两个方面.     

拉曼放大系统传输性能的比较

提出了一种比较拉曼放大系统传输性能的简单方法.对三种典型拉曼放大系统的比较表明：基于均匀传输光纤和色散管理光纤的双向抽运全拉曼放大系统与常规的混合拉曼放大系统相比，传输距离可分别提高约10%和30％，而入纤功率可下降约6dB. 关键词： 光纤通信 拉曼放大 双向抽运 色散管理     

孤子效应分布式光纤传感器的理论分析

针对目前分布式光纤传感器的优缺点，提出利用孤子效应的拉曼散射分布式光纤传感器系统构想。研究了高阶孤子对分布式光纤传感器的作用，对系统的性能参数进行分析，并在现有器件水平上分析了实现的可能性和存在的难点。     

Design of Hilbert transformers with tunable THz bandwidths using a reconfigurable integrated optical FIR filter

We present the design and analysis of a wideband and tunable optical Hilbert transformer (OHT) using a tunable waveguide-based finite-impulse response (FIR) filter structure by using the digital filter design method and the Remez algorithm. The tunable Nth-order waveguide-based FIR filter, which simply consists of N delay lines, N tunable couplers, N tunable phase shifters and a combiner, can be tuned, by thermally adjusting the tunable couplers and tunable phase shifters, to tune the bandwidth of an OHT using silica-based planar lightwave circuit (PLC) technology. To demonstrate the effectiveness of the method, the simulation results have an excellent agreement with the theoretical predictions. The tunable OHT can function as a wideband and tunable 90° phase shifter and thus has many potential applications. The two unique features of wideband characteristic (up to ~ 2 THz) and tunable bandwidth (THz tuning range) of the proposed OHT cannot be obtained from the existing OHTs.