3包层模型长周期光纤光栅透射谱的温度特性

为了研究长周期光纤光栅透射谱的温度特性,采用光纤3层模型进行了仿真研究,得出了1阶低次包层模与导模耦合时透射谱的变化规律。结果表明,在低温度范围内,其透射峰的深度基本不受温度的影响,不同谐振波长对应不同的温度灵敏性,次数越高灵敏度越高,K7=0.04951nm/℃,K3=0.04246nm/℃,但同一谐振波长对温度的响应具有良好的线性关系。     

长周期光纤光栅及其组合透射谱的仿真研究

根据耦合模理论及模耦合方程推导了长周期光纤光栅的透射系数，反射比以及级联长周期光纤光栅的透射系数表达式，用Matlab对其进行仿真研究，并总结了长周期光纤光栅透射谱特性随光栅长度、周期及耦合系数的变化规律，通过仿真实验，验证了系统特性．     

长周期光纤光栅透射谱仿真的新方法

通过对基于三层简化模型的长周期光纤光栅模式耦合机理的研究,提出了一种仿真长周期光纤光栅透射谱的新方法.该方法并不需要象传统的仿真那样需--求出各损耗峰的位置和带宽,而是直接将某波长下纤芯基模与各奇次包层模式耦合的透射率作为该波长的总的透射率并据此求出整个光栅的透射谱.模拟结果与已有的实验结果进行了对比,结果吻合得相当好.与其它方法相比,该方法直观、简单,编程、调试容易,具有强的可操作性.     

长周期光纤光栅OCDMA编码系统

OCDMA是未来高速全光网通信网络的备选方案之一,是目前通信研究领域的热点.其中光编解码器是OCDMA系统中的关健技术.研究表明,LPG以其插入损耗小、波长编码、无后向散射、不受电磁干扰、兼容于光纤等优点,在光纤通信和传感领城均有重要的应用价值.基于长周期光纤光栅的各种优势.针对OCDMA编解码器的设计,通过optis...     

长周期光纤光栅对结构参数的敏感特性

基于模式耦合理论,对影响长周期光纤光栅（LPFG）光谱特性的各种物理结构参数进行了研究,得到LPFG光谱特性响应的一系列定量或定性的规律。利用紫外线,通过振幅掩模法曝光H载掺Ge光纤制作了两根LPFG,写入的光栅长度分别为3.0 cm和4.5 cm,测得温度灵敏度分别为0.044 6 nm/℃和0.059 4 nm/℃...     

长周期光纤光栅

长周期光纤光栅作为一种重要的光无源器件,与所有光纤传感器一样具有抗电磁干扰、耐腐蚀、灵敏度高、体积小、与光纤系统兼容等优点,在光纤传感与光纤通信领域都有广泛的应用。本文对长周期光纤光栅的模式耦合原理、理论分析方法、光栅制备技术及其在光纤传感与光纤通信领域的主要应用进行了总结分析,其中制备技术主要总结了激光制备技术（包括紫外激光、二氧化碳激光、飞秒激光制备技术）与非激光制备技术（包括电弧放电、机械微弯、包层腐蚀、熔融拉锥、离子注入、超声调制技术）,分别介绍了长周期光纤光栅在温度、应变、弯曲、扭转和环境折射率、生化传感等方面的应用,对于光纤通信领域的应用则侧重于全光纤滤波器、模式转换器、起偏器、模式耦合器等方面。本文是按照教程论文的形式撰写的,旨在为相关领域的学生、科研工作者提供一个系统的介绍。     

长周期光纤光栅及其组合透射谱的仿真研究

根据耦合模理论及模耦合方程推导了长周期光纤光栅的透射系数、反射比以及级联长周期光纤光栅的透射系数表达式,用Matlab对其进行仿真研究,并总结了长周期光纤光栅透射谱特性随光栅长度、周期及耦合系数的变化规律,通过仿真实验,验证了系统特性.     

两包层长周期光纤光栅的原理及谱特性研究

光纤光栅传感器由于近来发展迅速,已被广泛应用到工程结构监测、工业生产与制造、生物化学等领域中。但由于光的波长变化是对其测量的数据的依据,故测量时针对的数据灵敏度很高。在两包层长周期光纤光栅的原理、谱特性的传输率、谐振波长漂移等方面对均匀长周期光纤光栅作了较为详细的研究。     

长周期光纤光栅中基模到辐射模耦合的数值分析

我们根据耦合模理论和辐射模式理论针对长周期光纤光栅环境折射率高于包层折射率的情况建立了完整模型,并提出了一种新的数值方法求解辐射模耦合方程组,定量的分析了长周期光纤光栅中基模到辐射模的耦合特性,并总结了长周期光纤光栅透射谱特性随环境折射率的变化规律,与实验结果符合的很好.这种方法可以很容易推广到短周期布喇格光纤光栅的情况.     

级联型长周期光纤光栅传输谱的研究

采用级联多个长周期光纤光栅的方法有效拓宽了长周期光纤光栅反射谱带宽.分析了LPFG透射谱的谐振峰的定位问题,并通过级联多段周期相同但长度和微扰不同的LPFG来形成一个级联型的长周期光纤光栅,然后通过使用传输矩阵的方法,对级联光栅的传输谱进行了数值分析.经过分析发现,如果适当地调整级联型长周期光纤光栅的各个参数如级联的段数以及各段的长度和微扰等值,则所得到的这个级联型长周期光栅的透射谱的有效带宽将显著地增大,其透射谱的形状也会发生显著改变.

Abstract：

An improved method of cascaded long-period fiber gratings (LPFGs) is proposed, which can effectively broaden the resonant spectrum bandwidth of LPFGs. The positioning of the resonance peak of transmission spectra in LPFGs was analyzed. A cascaded LPFG was obtained by cascading various LPFGs with the same period but different length and index perturbation. Transfer matrix method was used to numerically calculate its transmission spectrum, and it is found that the effective bandwidth will become wider and the shapes will correspondingly change if the related parameters in cascaded LPFG, such as the number of segments and length and index perturbations of each segment, are adjusted correctly.     

长周期光纤光栅温度传感器的研究进展

长周期光纤光栅（LPFG）具有与短周期光纤光栅所不同的光谱特性。它无背向反射光谱,不对光源的稳定性产生影响。基于纤芯基模与包层模的谐振耦合原理和热光效应,LPFG温度传感器利用谐振波长的漂移变化实现对温度的测量,具有很高的灵敏度。介绍了LPFG的制作方法、LPFG温度传感器的工作原理及最新研究进展。由于具有插入损耗小、可用于遥测、精度高和抗电磁干扰能力强等优点,LPFG温度传感器将有广阔的应用前景。     

长周期光纤光栅的制作技术

由于具有一些独特的特性 ,长周期光纤光栅在光纤通信和传感系统中有许多的重要应用。长周期光纤光栅的低成本高效率制作是其广泛应用的先决条件。简要概述了长周期光纤光栅制作技术的最新进展。     

边孔光纤长周期光栅的传感特性研究

采用CO₂激光脉冲技术在边孔光纤(SHF)上 写入长周期光栅(LPG),并对其温度、外界折射 率和弯曲的传感特性进行测试。实验表明, 当温度从20℃升高到80℃时,SHF-LPG的谐振波长随温度升高线性蓝移6.51nm, 温度灵敏度为－0.11nm/℃。其对外界折射率的敏感 度随折射率升高而增加,越 接近光纤包层的有效折射率灵敏度越高,测量范围为1.34-1.44;其 谐振波长随弯曲曲率的增加线性红 移,但弯曲传感灵敏度具有较强的方向相关性,最大达到9.36nm/m －1。     

啁啾长周期光纤光栅的滤波特性研究

基于光纤光栅耦合模理论,采用传输矩阵法对啁啾长周期光纤光栅的啁啾系数和光栅参量（光栅长度、光栅周期和折变量）对其滤波特性的影响进行分析。当啁啾系数处于-0.000008～-0.0004 nm/cm范围内时,可用于宽带带阻滤波器。当啁啾系数处于-0.05～-1 nm/cm范围内时,可用于多通道窄带滤波器。为啁啾光纤光栅滤波器的优化设计提供理论依据。     

一种基于LPFG高灵敏度浓度传感器

利用Sagnac光纤环全反射的特性和单根长周期光纤光栅(LPFG)构成Michelson干涉仪,入射光经LPFG后,部分被耦合到包层中传输,经过包层和纤芯传输的光信号经Sagnac光纤环全反射后重新耦合回LPFG,在光栅区域干涉。利用传输矩阵理论分析了干涉结构的光谱特性。用此干涉结构检测了蔗糖溶液浓度,传感灵敏度可达0.065 nmLg-1。     

基于光子晶体光纤长周期光栅的双参数传感技术研究

利用高频CO2激光脉冲在折射率引导型的光子晶体光纤(PCF)上写制了长周期光栅(LPG),产生多个谐振峰。实验观察和理论分析均表明,这些峰是源于纤芯LP01模式向高阶纤芯LP11模式的耦合。通过研究产生的两个谐振峰随外界温度、弯曲、折射率和轴向应变的变化发现,LPG只对温度和轴向应变敏感,从而实现对弯曲和折射率均不敏感且能同时测量温度和应变的双参量传感器,减小了交叉敏感,其温度和轴向应变的灵敏度分别为10 pm/℃和-4.0 pm/με。     

相移光纤光栅特性分析

利用传输矩阵法分析了相移光纤光栅的特性,导出了反射率理论表达式,并讨论了光栅反射谱中透射峰与相移量、相移区位置以及光栅的参数的变化关系。     

随机折射率调制光纤光栅中的模式耦合分析

对随机折射率调制的光纤光栅进行了理论建模,将随机光纤光栅看作是长、短周期均匀光纤光栅的随机线性组合.分别利用传输矩阵法和光束传播法计算了随机间距均值为20μm的随机光栅的反射和透射特性,证实了随机光栅中同时具有前后向纤芯基模的耦合以及纤芯基模与包层模式之间的耦合,验证了所提出的线性组合的理论模型.文中还进行了随机光栅的实验研究,采用飞秒激光器在1 cm的单模光纤中写入了具有500个随机间距在10~20μm的折射率调制点的随机光栅,并测量了该随机光栅的反射和透射光谱.实验结果进一步验证了理论模型的准确性.     

相移对级联长周期光纤光栅传输特性的影响

基于耦合模理论,采用传输矩阵法分析了相移对级联长周期光纤光栅传输特性的影响。研究表明,当级联光栅间相移量从0至π变化时,传输谱主阻带左边会出现一个小的阻带,且相移量越大,小阻带的幅值越大。当相移量增大到π时,小阻带幅值增大到与原阻带相当;当相移量从π增至2π时,传输谱主阻带右边会出现一个小的阻带,且相移量越大,小阻带的幅值越小。随相移量的增大,主阻带最大损耗峰对应的谐振波长向长波长方向偏移。调节相移量可灵活地改变主阻带最大损耗峰对应的谐振波长,为新型光纤光栅器件的开发提供新的视角和理论依据。     

包层腐蚀机械写制长周期光纤光栅的耦合特性研究

利用周期为600μm的刻槽板,采用单面受压的方式包层对经过HF溶液腐蚀后的单模光纤施加压力,形成机械写制长周期光纤光栅(LPFG).通过测最具有不同包层直径的机械写制LPFG在各种压力下的透射光谱,研究包层直径对纤芯基模与包层模LP12、LP13间耦合特性的影响.实验结果表明,随着包层直径的减小,谐振波长发生红移,耦合...