光纤布拉格光栅中的隙孤子存在条件

提出光纤布拉格光栅中产生隙孤子的条件和参量制约关系。利用非线性耦合模式方程建立光纤布拉格光栅中孤子的传播方程,通过扰动方法建立了参量的微分方程,计算得到参量近似解。以周期非线性光学介质中隙孤子存在的条件为依据,数学计算分析得到两组参量关系不等式。最终通过数值计算说明了这些参量之间存在制约关系和物理意义。从而理论上说明了在光纤布拉格光栅中隙孤子存在需要选择适当参量。为光纤布拉格光栅中产生隙孤子的实验和进一步的工程应用提供了理论基础。     

光纤布拉格光栅传感器应变传递双向耦合分析

粘贴于受弯基体表面的光纤布拉格光栅传感器测量应变与基体真实应变之间存在误差,因此研究光纤布拉格光栅传感器的变形机理、分析测量应变与真实应变之间的关系是目前的研究热点.首先研究光纤布拉格光栅传感器与基体之间的相互作用机理,然后,利用有限元解、实验值和理论解进行对比验证,并分析产生误差的原因.最后,通过参数分析研究弹性模量、厚度、粘结长度等参数对光纤布拉格光栅传感器测量效果的影响.结果表明有限元解、实验值和理论解具有相同的变化趋势,有限元解与理论解的误差在2%以内,测量值与理论解的误差在7%以内.平均应变传递率随着基体弹性模量的增大、粘结长度的增长而逐渐增大,随粘结层弹性模量的减小、粘结层厚度的增大而逐渐减小.该理论对应用于受弯基体应变测量的光纤布拉格光栅传感器的设计具有一定的指导意义.     

长周期光纤光栅弯曲传感特性

基于耦合模理论和微扰近似,研究了长周期光纤光栅(LPFG)弯曲传感特性与弯曲曲率及光栅结构参数(光栅长度和栅格周期)之间的关系.当弯曲曲率增大到某一值时,一个透射峰分裂为两个,两个分裂峰的谐振波长与弯曲曲率的变化关系呈二次曲线关系,与栅格周期成反比变化,而与光栅长度基本无关.利用B-Ge共掺单模光纤制作的LPFG证实了理论的正确性,且具有很好的重复性.     

光纤布拉格光栅传感器应变传递耦合机理分析

建立了半平面体与光纤布拉格光栅传感器双向耦合的应变传递理论,得到表面粘贴式光纤布拉格光栅传感器测量应变与半平面体应变之间的关系.将理论解、有限元解和实验数据进行对比以验证该理论的正确性,并分析了应变传递率与半平面体弹性模量、半粘结长度的关系.结果表明:理论解与实验值非常接近,误差在4%以内,应变传递率随着半平面体弹性模量的增大、半粘结长度的增长而逐渐增大,对光纤布拉格光栅传感器的设计和应用具有一定的参考价值.     

RPA的复数本征解与相变

应用推广的三能级可解模型,本文研究了满壳体系的相变、哈吹-福克(HF)解的稳定性和无规位相近似(RRA)方程的复数解,并较为仔细地讨论了相变与RPA方程复数解之间的关系.结果表明,RPA方程出现复数解时并不必然地预示着体系发生了相变.一般来说,复数解的出现乃是近似变坏的结果.     

布拉格光栅中微扰光声孤子

研究了布拉格光栅中光波和声波的相互作用. 利用多重尺度方法,将光声耦合方程约化为非线性薛定谔方程,并给出了单光声孤子和双光声孤子近似解析解. 进一步讨论了光声孤子抑制光速的机理和双光声孤子的相互作用性质. 关键词： 布拉格光栅 光声耦合 多重尺度方法 光声孤子     

光栅衍射效率的二阶标量近似法研究

详细介绍了计算光栅衍射效率的二阶标量近似法,推导出一种简单有效的计算光栅衍射效率的近似公式.给出了利用近似公式对几种情况下光栅衍射效率的计算结果,并与普通标量法、严格矢量法的计算结果进行了比较.     

扩展白光编码栅谱衍射干涉仪:理论

本文提出了一种新型的扩展白光光栅衍射干涉仪.系统中两块编码光栅用透镜互相成倒像,被测物置于其间并且也用透镜成像于观察屏上.物体的任一像点的强度决定于编码光栅傅里叶谱分布经过的相应的部分物体中的相位变化,由于色散从而得到带有彩色的干涉图.干涉形式可以用不同图案的编码栅来调换.系统用菲涅耳近似衍射理论进行了分析,导出了一般性结果,研究了编码栅形状,傅里叶变换谱和干涉形式之间的关系.最后给出了实验.     

基于布里渊动态光栅的保偏光纤中 温度和应变的传感机制研究

对保偏光纤中基于布里渊动态光栅的温度和应变的传感机制进行了探索.从保偏光纤两正交偏振轴的传输特性出发,分别研究了布里渊动态光栅的波长、波长差以及拍长与温度和应变的关系.研究结果表明,波长的对数与光纤温度近似成线性关系,波长的相对变化量与光纤应变成线性关系;两轴波长差、拍长的倒数与温度和应变近似成线性关系.本文研究结果为基于布里渊动态光栅的保偏光纤分布式温度和应变的传感指明了潜在的研究方向.     

单缝衍射包线的中央明纹内光栅主极大条数的计算

本文认为用单缝衍射中央明纹的近似宽度除以主极大条纹的近似间距来计算单缝衍射中央明纹内光栅衍射主极大条数的方法是不可取的,而利用各级主极大的衍射角与包线中央明纹半角宽的关系计算是更为恰当的教授法.     

压电诱导型声光调制器中的电光效应

本文通过解压电效应的基本方程,应用一维近似理论,结合边界条件,得出压电共振晶体中电场是不均匀的,它将导致“电光栅”的产生。“电光栅”与“声光栅”可以相互耦合,产生“高次光栅”。压电诱导声光(PESD)调制器中的一次电光效应更有助于对入射光束的衍射和调制。实验结果证实本文结论。 关键词：     

一种液晶相位调制特性的测量方法

提出一种基于衍射光栅的液晶相位调制特性测量方法.该方法利用液晶构建相位分别为0和φ的二值光栅,通过傅里叶光学的方法推导衍射光栅第0级衍射光斑光强和调制相位φ之间的关系,然后实测光强和液晶驱动电压之间的对应关系来得到相位和液晶驱动电压之间的对应关系,即液晶相位光栅的相位调制特性.最后利用测量相位调制特性结果构建液晶相控阵,用光束偏转误差验证调制特性测量结果,相位测量误差小于1×10~(-3)rad.     

干涉法测量光栅常数

讨论了一种测量光栅常数的新方法.这一方法基于通过横向移动光栅改变各级衍射条纹之间的相位关系,进而改变相邻衍射条纹之间的干涉效应,从而完成光栅常数的测量.同时给出了运用这种方法完成光栅常数测量的一般条件,并简单地同其他几种测量方法进行比较.     

光纤光栅辐射特性的研究

本文论述了光纤光栅辐射特性.通过耦合模理论首次给出了单模光纤偏振态(SOP)与光纤光栅远场辐射损失之间的关系.实验数据与理论分析基本吻合.利用光纤光栅这一关系可实现光纤偏振态在线检测.     

多光束全息互连元件效率的理论分析

多光束全息互连元件往往需要大量的耦合波方程才能描述。本文通过分析记录时生成的互调制光栅的性质及其对衍射的影响,对问题进行适当的简化。通过解不同条件下的耦合波方程、分别给出了多光束全息图在各种不同情况下的衍射效率的近似解析表达式,展示了衍射效率与各实验参量之间的关系。为进一步研究多光束全息互连元件的性质、比较各种条件下的效率以及各参量对总体效率的影响,提供了方便。     

基于宽光谱应用的波长解复用多重体光栅的光写入特性

针对光通信中波长覆盖范围日益增宽的特点,从理论上研究了用于宽光谱范围波长解复用器件的多重体光栅的布喇格匹配和各波长对应光栅衍射效率的均匀性.计算及实验结果均表明,由于记录介质的色散效应将导致多重体全息光栅读出过程中明显的布喇格失配,并且在写入过程中获得的均匀折射率调制度的多重体光栅,在读出过程中各通信波长对应光栅的衍射效率将不均匀为此,提出了改进多重体光栅的光写入方法,给出了利用角度复用法写入透射型多重体光栅时解复用波长与写入角度的关系,以及写入体光栅过程中记录介质的折射率调制度修正公式.     

阵列波导光栅梳状带通滤波器的传输效率

在光波导模场分布高斯近似条件下,根据星形光波导耦合器的耦合特性,推导出了基于累加运算和卷积运算近似表达的阵列波导光栅梳状带通滤波器光谱响应效率的函数表达式。给出了阵列波导光栅梳状带通滤波器光谱响应效率曲线的半最大值全宽度和阵列波导光栅梳状带通滤波器的通道中心波长的光谱响应度与器件参数的关系。在输入信号光谱分布高斯近似条件下,给出了阵列波导光栅梳状带通滤波器信号通道传输效率的计算表达式和输入信号光谱宽度对阵列波导光栅梳状带通滤波器信号通道输出特性的影响。给出了物理意义明确的函数表达式,它们可为快速分析阵列波导光栅梳状带通滤波器的特性提供理论基础。     

广义Landau-Ginzburg-Higgs方程孤子解的扰动理论

利用扰动方法研究了一类广义Landau-Ginzburg-Higgs方程.引入一个同伦映射，将原方程的解表示为渐近展开式，然后用相应的线性方程的解来近似地表示.讨论了方程的解与得到的近似解的关系. 关键词： 孤子 扰动 同伦映射     

基于正交光栅投影的快速调制度测量轮廓术

在共轴光学测量系统中,将水平光栅与竖直光栅沿着光轴方向相距一定距离垂直放置,被测物体放置在两个光栅成像面之间.利用同光轴方向放置的CCD采集一帧正交光栅像,进行傅里叶变换、滤波和逆傅里叶变换操作,分别得到对应水平条纹分量和竖直条纹分量的调制度图,通过计算其调制度比,实现对复杂物体的快速三维面形测量.在几何光学近似条件下,给出两个光栅投影像的光强表达式,讨论了水平光栅与竖直光栅间距和投影镜头光圈大小对测量结果的影响.对标准平面和复杂物体三维面形的快速测量结果表明,该方法能快速有效地测量恢复物体的三维信息.     

基于峰值匹配分布式估计算法的光纤布拉格光栅传感网络重叠光谱的波长解调

针对有限光源带宽条件下光纤布拉格光栅传感网络重叠复用的解调瓶颈,提出基于峰值匹配分布式估计算法的波长解调方法,将光纤布拉格光栅传感网络重叠光谱的解调问题转化为函数优化问题,利用理论光谱与重叠光谱之间的差异构建优化模型,通过峰值匹配分布式估计算法对该优化模型进行求解得到各光纤布拉格光栅的传感值.分布式估计算法采用高斯混合模型构建描述光纤布拉格光栅传感网络的解空间概率分布,由概率模型采样产生新的种群个体,并引入峰值匹配算子消除光纤布拉格光栅峰值错配,通过反复进化最终得到最优解.采用该方法对不同规模数量的光纤布拉格光栅传感网络进行解调实验,结果表明该方法在大规模光纤布拉格光栅光谱完全重叠的情况下,平均误差可控制在10pm以内;与现有其他解调技术相比,其具有更高的解调精度,能够解决光纤布拉格光栅传感网络光谱在部分重叠甚至完全重叠情况下的波长解调问题,为提升光纤布拉格光栅传感网络复用数量提供了新的解调途径.