光纤传感器用于单模光纤色散测试的研究

光纤传感器可以探测诸种外界因素的变化，如速度，电流，温度等。文中介绍了将相位调制．干涉型光纤传感器用于测量单模光纤的色散，给出了详细的分析，并通过实验进行了有益的探索，最后的结果是令人满意的。     

基于单模光纤的锁模再生放大器

对基于单模光纤的锁模再生放大器(即基于脉冲起振的耗散孤子锁模激光器)的动力学过程进行数值模拟,分析了输出脉冲能量、时域宽度、光谱宽度随入射脉冲在腔内循环次数增加的演化过程。实验中通过插入电光调制器使振荡腔从脉冲起振,阐述了该电光调制器选取脉冲的工作时序,实现了入射脉冲在腔内稳定循环13次;同时,在固定入射脉冲腔内循环2次的前提下,分析了抽运功率对输出光谱的影响,最终输出单脉冲能量为20nJ,光谱宽度约为60nm的脉冲。此外,还分析了基于单模光纤的锁模再生放大器输出脉冲能量增长受限的原因。     

国外单模光纤传感器的研究动向

本文报导了国外单模光纤传感器的研究动向.简单介绍了光纤激光陀螺、光纤Mach-Zehnder干涉磁场(电流)传感器、光纤温度传感器、光纤声传感器等的结构、性能、存在问题及今后的发展.     

基于单模光纤传输的单模-无心-单模光纤型表面等离子体共振传感器（特邀）

光纤表面等离子体共振(SPR)传感器结合了光纤传感器的微型化、可在线传输、易操作和SPR生物检测技术的高灵敏、高选择性、免标记等优势,是当前免疫学生物传感器的研究热点。但传统多模光纤SPR传感器的信号在远距离传输中易损耗、失真。文中提出了一种单模-无心-单模光纤型SPR传感器,能有效减小信号传输中的损耗与失真,且适合与当前的光纤网络衔接。为了消除传感器中的干扰信号,改变无心光纤的芯径,采用去除背景干扰,高斯拟合等方法,最终选取了具有芯径为61.5 μm无心光纤的此类传感器,并从中提取出了有效的SPR光谱信号。传感器的灵敏度为1153.40 nm/RIU,分辨率为1.70×10?4 RIU。此类光纤生物传感器的成功开发,为智慧医疗、远程医疗提供了一种新的思路。     

基于单模异芯光纤结构的液位传感器

提出了一种新颖的光纤液位传感器。在普通单模光纤(SMF)中间熔接一段细芯单模光纤(TCSMF),构成共轴光纤马赫曾德尔干涉仪(MZI)。液位的变化引起包层模与芯模的相位差发生改变,从而导致干涉仪的透射光谱发生改变。对传感器的工作原理和测量灵敏度及精度进行了理论分析,实验结果显示透射光谱中特征峰波长漂移量跟液位变化量呈较好的线性关系,且灵敏度随待测液体折射率的增大而增高,与理论分析结果相一致。测量得到纯水和饱和氯化钠溶液的测量灵敏度分别为0.160 nm/mm和0.228 nm/mm。该传感器采用全光纤结构,制备简单、测量精度高,可适用于折射率低于光纤包层折射率液体的高精度液位测量。     

基于单模-无芯-单模结构的光纤折射率传感器

提出了一种基于光纤单模-无芯-单模结构的光纤 折射率传感器。当外界折射率(SRI,surrounding refractive index)小于无芯光纤(NCF,no-core fiber)折射率,并且二者十分接 近的情况下,NCF 可以看作是具有阶跃折射率分布的弱导多模光纤(MMF),这样便构成了传统的单模-多模- 单模(SMS,single-mode multimode single-mode)光纤结构。利用线偏振模近似的方法理论分析了基于这种光 纤结构的折射 率传感器的模式激发特性以及输出特性,进而进行了相应的数值仿真及实验验证,结果表明 ,数值仿真与实验 结果均与理论分析结果相一致。在1.3～1.4的折射率范围内,实验测得传感器灵敏度达到 205.42nm/RIU。     

基于单模光纤偏芯结构的光纤折射率传感器研究

基于迈克尔逊(Michelson)干涉仪(MI)原理,结合光纤传感器的特性,设计和实现了一种单模光纤(SMF)偏芯干涉仪结构光纤折射率传感器,并针对蔗糖溶液进行了折射率的测量。实验结果表明:这种传感器的传感范围在1.33～1.39时,特征波长与外界折射率有单调的递减变化关系,蔗糖折射率每变化0.01时,特征波长平均变化约为0.12nm。这种传感器结构简单,灵敏度较高,能够实现液体折射率与浓度变化的在线检测。     

基于光子晶体光纤和单模光纤错芯结构的光纤传感器

制作了一种基于光子晶体光纤(PCF)和单模光纤( SMF)错芯结构的全光纤传感器。实验中,采用5cm的PCF,将其两端分别与SMF错芯熔接,制 成传感单元。第1个错芯结构将宽带光源的光分别耦合到PCF的纤芯和包层中,纤芯模式和包 层模式经过一定传输距离后进行SMF的纤芯,满足相位条件的发生干涉。在光谱仪(OSA)中观 测其干涉谱。当外界温度、折射率变化时,观测干涉峰位置的改变可实现对温度和折射 率的传感。实验结果显示,本文光纤传感器对温度的灵敏度为－8×10－3 nm/℃,对折射率的灵敏度为102nm/RIU。 对PCF填充乙醇后,制成相同结构的传感器,温度灵敏度达到－1.008nm/℃,提高了123倍。本文传感器制作简单,操作方便,能够广泛 应用于生物和物理传感领域。     

单模光纤开关

本文介绍两种1×2单模光纤开关,由电磁铁驱动,导杆定位。插入损耗≤1.5dB,重复性≤0.2dB,串音≤-50dB,响应时间分别为:1型<10ms,2型<4ms。     

用变分有限元法研究双包层单模光纤

本文将变分有限元法以两种不同的处理进行了扩充,并用其详细研究了双包层单模光纤的色散特性,得出一些有意义的结论。     

基于纤芯偏移衰耗的单模光纤液位传感器

提出了一种基于纤芯偏移衰耗的全光纤迈克耳逊干涉型液位传感器.理论和实验结果表明,传感器的反射谱的条纹对比度受浸在被测液体中的干涉臂臂长影响,当液位变化0～30mm,干涉条纹对比度变化约3 dB,在线性区其液位灵敏度约为0.84 dB/mm.此外该传感器对温度不敏感,在30℃～80℃范围内,且没有任何温度补偿情况下,被测液位误差小于1％.该液位传感器有很好的鲁棒性和重复性,制作工艺简单,成本低,在实际工业应用中具有广泛的应用前景.     

浅谈单模光纤和多模光纤

在光纤通信系统中,用于传输信息的光纤按其传输特性又要分为单模光纤和多模光纤,在此我就其传导模式,各自特性及一些重要参量对单模光纤和多模光纤进行简单介绍。 一、光纤的传导模式 我们知道,由于光在不同介质中的传播速度不同,光线经过两个不同介质的交界面时,就产生折射。当光线由光密媒质射向光疏媒质,其折射角将比入射角大。我们适当改变入射角时,会使折射角Qo=     

基于拉锥单模-多模-单模光纤结构的高灵敏折射率传感器

文章介绍基于拉锥单模-多模-单模(SMS)光纤结构的模间干涉仪,当拉伸长度为35mm时形成自由光谱区(FSR)为1.3nm的干涉透射谱,消光比达到10dB。此时拉锥多模光纤的腰椎平坦区直径约为3.85μm,具有较强的倏逝场,可用作高灵敏折射率传感器。实验证明,此拉锥SMS结构在折射率范围1.35-1.36内的灵敏度高达771nm/RIU,能精密监测溶液溶质扩散现象。     

单模光纤的熔接

根据放电熔化的道理,研制了一种对单模光纤实用的低损耗连接方法。通过一个简单装置,利用光纤端头熔化时的表面张力引起的自对准作用,对于芯径为5.2、7和10微米的光纤,已得到平均连接损耗分别为0.4、0.2和0.1分贝。从实验和理论两方面分析了表面张力的作用。加热后和加热时的实验连接损耗都与理论的估算值一致。找到了低损耗连接的最佳加热温度大约是摄氏2000度,放电的功率8.5瓦。研究了连接损耗的原因。实际连接损耗的主要原因是:由于表面张力作用不足引起的连接后芯的轴线偏离以及芯相对于包层的偏心率。     

单模光纤拼接技术

人们预见,单模光缆因其独特的传输特性将被用于大容量长途通信系统。为了充分利用单模光缆这一优良传输特性,光纤之间的接头必须是低损耗、高强度的。为此研制出具有纤芯轴向自动对中功能和光纤端面间隙调节简易的单模光纤接头机。使用该接头机,能够获得拼接损耗低(平均拼接损耗为0.1dB/接头)、拼接时间也短(平均拼接时间为17分钟)的拼接技术,这就满足了相应的要求。     

单模光纤的PMD

讨论了单模光纤的偏振模色散PMD，包括PMD与单模光纤的几何尺寸及应力的非圆对称的关系模间耦合的影响。PMD具有瞬时统计特性以及采用Monte Carlo模拟软件对光缆产品的PMDQ进行估算。