多模光纤Fabry-Perot干涉仪的分析

本文分析了多模梯度光纤Fabry-Perot干涉仪的干涉光场分布,讨论了弯曲损耗、光源单色性以及耦合系数等因素对干涉条纹清晰度的影响.     

光纤Fabry-Perot谐振腔的精细度对相位灵敏度的影响

分析了光纤Fabry-Perot谐振腔的工作原理及其工作点的选择问题，推导了谐振腔的光学相位灵敏度与精细度的关系，给出了理论公式及曲线，并与光纤Math-Zehnder干涉进行了对比，指出了在相位灵敏度上两者的巨大差距，证明了光纤Fabry-Perot干涉的独特优点.介绍了光纤Fabry-Perot干涉的实验系统，提出了检测及计算Fabry-Perot谐振腔有效精细度的方法，实验结果与理论仿真基本吻合.     

本征不对称光纤法布里-珀罗干涉仪的理论模型

应用光学和数学理论导出本征不对称光纤法布里－珀罗干涉仪中反射光与透射光的数学模型及低反射率法布里－珀罗干涉腔长度的变化与干涉光光强的数学模型,半指出当ｒ１１＝ｔ１ｔ１ｒ２＝ｒ,且ｔ１ｔ１＝１－ｒ１＾２≈２。则法布里－珀罗腔反射光间的干涉近似为两束等幅光的干涉;文章还给出了光电转换器输出与法布里－珠罗干涉腔长度变化的数学模型。这些模型为不对称光纤法布里－珀罗干涉仪的使用提供理论依据。     

基于F-P干涉仪溶液浓度微变量实时监测系统的研究

设计了一款基于Fabry-Perot(F-P)干涉仪监测溶液浓度微小变化量的传感装置.利用光纤传输激光并用分体CCD采集图像,实现对溶液浓度的高精度微变化量的实时监控和测量.从理论上分析了F-P干涉仪干涉条纹的改变数目Δk与溶液浓度微变化量Δc(Δk)之间的关系,采用平面F-P干涉仪实现高精度测量溶液浓度微变化量的原理和可行性.在实验上构建了由He-Ne激光器、石英光纤、平面F-P干涉容器腔、面阵分体CCD、计算机等组成的实验监控与测量装置,对三组不同浓度的甘油溶液进行测量,通过观察干涉条纹的改变数目测定溶液浓度的改变量,用实验结果标定溶液浓度微变化量Δc(Δk)与干涉条纹改变数目Δk之间的数学解析式.实验结果表明:采用该系统可以监测到10-4量级的溶液浓度的变化值.     

考虑入射光场光谱分布和损耗的Fabry-Perot干涉仪透射函数

运用部分相干光理论,分析了多光束干涉,得到了考虑损耗和入射光光谱函数分布的Fabry-Perot干涉仪透射函数。并就损耗和入射光场光谱宽度对透射函数的透过峰高度、对比度、精细常数,即Fabry-Perot干涉仪的性能的影响做了分析、讨论。     

光纤Mach-Zehnder干涉仪系统

介绍了光纤Mach-Zehnder(MZ)干涉仪系统的结构.给出了光纤Mach-Zehnder干涉仪系统中信号光与参考光的干涉原理以及影响干涉光强的因素.同时也分析了光纤耦合器的交叉耦合,另外也给出了PZT的作用.阐述了光纤偏振控制器的结构、工作原理及其对光纤Mach-Zehnder干涉仪系统传感臂偏振态的控制,最后给出了光纤Mach-Zehnder干涉仪系统的应用.     

掺铒光纤动态光栅与光纤Bragg光栅Fabry-Perot腔特性研究

提出的一种由掺铒光纤动态光栅和光纤Bragg光栅构成的Fabry-Perot腔。通过建立二能级掺铒光纤动态光栅模型,根据半经典相互作用理论和传输矩阵理论,计算出掺铒光纤动态光栅以及该Fabry-Perot腔的透过率和反射率,并分析动态光栅中相干探测场拉比频率、掺铒光纤长度、光纤Bragg光栅的折射率调制深度以及FabryPerot腔的腔长等参数改变时对动态光栅和Fabry-Perot腔反射谱的影响。该Fabry-Perot腔的一个重要性质是其输出光谱可以通过调节探测场的拉比频率、探测场波长等参数进行动态调制。相比于由两个光纤Bragg光栅构成的Fabry-Perot腔,参数可调的系统比参数固定的系统更加灵活,并且能够克服Fabry-Perot腔两端的光纤Bragg光栅不对称的缺点(如不同的Bragg波长、折射率调制深度等),更有利于Fabry-Perot腔的模式选择。该光纤Fabry-Perot腔可以应用于光纤通信的光信号处理或光纤传感领域。     

基于复合干涉的光纤低相干干涉传感系统研究

研究一种能够进行远程及绝对测量的光纤低相干干涉传感系统。该系统包含两个光纤干涉仪,其中一个光纤干涉仪置于被测场中感应被测量的变化,可实现远程测量;另一个光纤干涉仪解调被测量的值。运用波分复用技术,使用于解调的光纤干涉仪同时工作于低相干干涉和高相干干涉状态。用低相干干涉信号决定被测量的幅值,对被测量实现绝对测量,并使测量量程不受波长限制;同时,用高相干干涉信号对被测量进行高精度的测量。系统的测量量程为6mm,测量分辨率小于1nm,位移实验结果的线性相关系数R为0.99。     

光纤-空间混合光路干涉仪

构建一种光纤-空间混合光路干涉仪,由光纤发射点光源假设导出空间干涉条纹形状的几何形式并进行实验验证;建立干涉光强参数应用模型,讨论了干涉仪的条纹可见度及其偏振特性;理论、实验和参数应用模型表明,此类干涉仪具有结构紧凑、可视化和操作便利性特点,可以作为通用干涉仪用于条纹相移型检测、剪切干涉型测量和光学全息,亦可扩展其光纤传感功能.     

光纤干涉仪原理的一些问题

文章结合光纤干涉仪的传感应用,着重说明了光纤干涉仪原理的一些问题,其中包括条纹可见度的改进,排除外界温度、振动带来的误差,光纤中的双折射、旋光性对干涉仪工作的影响等等,最后介绍了一种利用模式问干涉的新类型的光纤干涉仪。     

光纤光栅法布里-珀罗腔透射特性的理论研究

推导了光纤光栅法布里－珀罗腔强度透射率的解析表达式,理论上研究了这种腔的透射特性,并同普通法布里－珀罗腔做了比较;讨论了光纤光栅法布里 罗腔单模输出阈值腔长与光纤光栅长度和反射率之间的关系。     

A high-finesse fiber optic Fabry–Perot interferometer based magnetic-field sensor

A high-finesse extrinsic Fabry–Perot interferometric sensor for the measurement of weak dc magnetic fields is demonstrated. The Fabry–Perot cavity is formed by aligning the fiber end-face and the TbDyFe rod end-face, and each end-face is coated by a mirror with a micro-lens. The length of the TbDyFe rod is changed by the variation of an applied dc magnetic field, leading a change of the Fabry–Perot cavity length. By interrogating the white-light interferometric spectrum, the wavelength of the resonant peak is tracked and the length of the Fabry–Perot cavity is obtained. The sensor exhibits a high sensitivity of 1510 nm/mT with a magnetic resolution of 25 nT.     

Continuous wave tunable fiber optical parametric oscillator with double-pass pump configuration

We demonstrate a continuous wave tunable fiber optical parametric oscillator in a Fabry–Perot cavity consisting of a 500-m highly nonlinear fiber. In this work, the pump propagates in both directions together with the signal, thus making full use of its parametric gain. The resultant laser peak power is uneven across the wavelength range of interest due to wavelength-dependent phase modulation by the single-mode fiber sections in the cavity. This can be solved by filtering the idler spectral component from the oscillating cavity.     

An Extrinsic Fabry–Perot Optical Fiber Sensor Based on Nano-Magnetic Fluid

Abstract

An extrinsic Fabry–Perot optical fiber sensor based on nano-magnetic fluid and a Fabry–Perot interference is presented for magnetic field measurement. The sensing fiber end is coated with a thin film of SU-8 photoresist; immersing it into a nano-magnetic fluid forms a magnetic-field-dependent extrinsic Fabry–Perot interference. The relationship between the fringe contrast and magnetic field is analyzed in different concentrations of the magnetic fluid, and the concentration of 25% is most suitable for the measurement of the magnetic field intensity. The stability of the sensor is also addressed.     

FP腔腔长的测量新方法

ＦＰ腔是ＷＤＭ光纤通信系统中用于波长控制和解调的关键器件。为了进行匹配系统的设计以及计算已制成腔的自由谱区，准确测定腔长是必不可少的工作，但是由于ＦＰ腔的具体结构，测定腔长无法用直接的方法进行。本文通过谐振腔的谐振特性分析，推导出一种测量腔长的新方案。     

波长扫描法布里-泊罗光纤加速度计的研究

利用光纤传感器的独特优点 ,用波长扫描法将 Fabry- Perot干涉仪 (以下简称 FPI)和传统加速度计相结合 ,得到了较好的分辨率。分析了在 FPI中多光束干涉对双光束干涉的影响。实验研究表明 ,它对由振动引起的位移 (加速度 )变化相当灵敏     

基于傅里叶变换的光纤法布里-珀罗传感器解调研究

从双光束干涉的基本原理出发,分析了高斯分布光源条件下利用傅里叶变换解调光纤法布里-珀罗传感器的原理。针对高斯分布光源特点,提出直接对波长均匀采样得到的光谱数据进行快速傅里叶变换,然后利用传感器腔长与频域中峰值频率之间的关系求解传感器腔长的可行性。在此基础上,采用频谱插值技术提高了系统解调精度,并利用宽带光源和光谱仪等组成的解调系统,对所提出的方法进行了实验验证。结果表明,从实验中测得的数据与理论计算值能较好地吻合。     

Performance of Extrinsic Fabry–Perot Interferometer Based on Graded-Index Lenses for a Fabry–Perot Cavity with Surface Errors

Interference contrast is an important parameter for extrinsic Fabry–Perot interferometer (EFPI) based on graded index (GRIN) lenses. It determines the signal-to-noise ratio (SNR) and the measurement accuracy. We discuss the influence of Fabry–Perot (FP) cavity surface errors, which are inevitable in controlling the interference contrast during the manufacturing procedure. Our theoretical analysis and results of numerical simulations demonstrate that the surface errors diminish the interference contrast — the larger the surface error, the smaller the interference contrast. The results obtained contribute to the EFPI application in fiber sensors.     

一种新型光纤法布里-珀罗应变干涉仪

论述了一种非本征法布里 珀罗光纤应变传感器。采用透明弹性聚合物薄膜作为法布里 珀罗干涉腔,聚合物固定在多膜光纤末端作为应变敏感元件。传感器的分辨率为2μm,测量精度在0～5000μm范围内为5μm。     

Parametric oscillatory instability in a Fabry–Perot cavity of the Einstein Telescope with different mirror's materials

We discuss the parametric oscillatory instability in a Fabry–Perot cavity of the Einstein Telescope. Unstable combinations of elastic and optical modes for two possible configurations of gravitational wave third-generation detector are deduced. The results are compared with the results for gravitational wave interferometers LIGO and LIGO Voyager.