光纤定向耦合器

光纤定向耦合器是光纤通信和光纤传感领域中关键性无源器件之一.随着光纤制造技术 的发展,各种特殊光纤做成的各种光纤定向耦合器也就应运而生,如保偏光纤定向耦合器、双方向性单模光纤定向耦合器及波分复用光纤定向耦合器等.他们的作用都是把光信号进行分路或合路,以达到各种使用的目的. 光纤定向耦合器的理论基础是光波导的耦合理论.当两个光纤平行靠近时,一根光纤中传输的光信号的电磁场会使另一根相邻的光纤中的电磁场受到激励,产生光耦合效应.调节两根光纤之间的间距或光纤之间的耦合长度,在两根光纤的输出端将会产生输出光信号功率的…     

用双芯光纤传感器检测分布应变

介绍利用光纤进行分布应变测量的技术。由于光纤适合用于复合材料,所以制成的装置可用于监测大复合基底的结构。这种双芯光纤传感器装置是一根包含两根间隔很近的串扰波导光学丝。用多波长光源照射单个传感器的输入端,用处理装置分析探测器响应传感器输出端发射的光而产生的信号。对于悬臂梁式的弯曲结构而言,传感器输出的傅里叶变换是加在这种结构上的弯矩分布。在传感器信号中还能识别点负载密度。     

基于迈克尔逊干涉的光纤弯曲传感器

设计并研制了一种新型的基于迈克尔逊干涉的光纤弯曲传感器.该光纤弯曲传感器由两根光纤组成的光纤带固定于弹性弯曲结构上来产生迈克尔逊干涉信号,用光纤折射率匹配液填充微型腔,并施加音频振荡信号对相位干涉信号实现低频调制.采用相位生成载波技术对相位干涉信号进行调制和解调,实现了对曲率变化高精确度的检测.实验测试了该光纤弯曲传感器的相位干涉信号与光纤带弯曲曲率的关系,并与理论分析对比.结果表明该光纤弯曲传感器具有43.96 rad/m－1的灵敏度及0.004 m－1的高分辨率.     

基于迈克尔逊干涉的光纤弯曲传感器

设计并研制了一种新型的基于迈克尔逊干涉的光纤弯曲传感器.该光纤弯曲传感器由两根光纤组成的光纤带固定于弹性弯曲结构上来产生迈克尔逊干涉信号,用光纤折射率匹配液填充微型腔,并施加音频振荡信号对相位干涉信号实现低频调制.采用相位生成载波技术对相位干涉信号进行调制和解调,实现了对曲率变化高精确度的检测.实验测试了该光纤弯曲传感...     

Bragg光纤光栅用作滤波器时的输出光脉冲波形分析

对光纤光栅用作接收端光噪音滤波器进行了详细的理论分析,计算了通信系统中矩形光脉冲信号经“强”、“弱”Bragg光纤光栅滤波器后的输出光脉冲波形,同时也计算了矩形光脉冲信号经匹配光滤波器、现行光通信系统中常用F-P滤波器的输出光脉冲波形,对四种滤波器的输出光脉冲波形进行了分析和比较,并分析了输出信号在抽样判决时的码间干扰情况,从输出波形分析认为,光纤光栅用做接收端噪音滤波器比F-P滤波器具有更大的优越性.     

干涉型光纤传感系统偏振分集接收实验研究

针对干涉型光纤传感器中存在的偏振诱导信号衰落现象,对偏振分集器(PDR)抗衰落原理进行了理论推导与软件仿真。设计并搭建了基于相位产生载波(PGC)调制解调、全光纤偏振分集器接收的光纤迈克耳孙型干涉传感实验系统,系统得出的信号与压电陶瓷光纤相位调制器产生的模拟信号基本相符。通过静态扭动干涉臂光纤改变干涉仪偏振状态,测量了PDR三通道可视度,得出信号稳定性、系统本底噪声与可视度的关系。结果表明,选择可视度大于0.5的偏振分集器通道输出可抑制信号衰落并实现信号稳定输出。     

基于偏振稳定双波长保偏光纤光栅激光器的可调谐微波/毫米波产生技术

首次提出了一种基于偏振稳定双波长保偏光纤光栅激光器的可调谐微波/毫米波产生技术, 利用保偏光纤光栅选频产生两个偏振稳定的激光信号, 采用扰偏器确保激光输出的两个正交偏振态功率的一致性, 最后输入高速光电探测器产生微波/毫米波. 通过对保偏光纤光栅施加不同大小的侧向应力, 可以灵活调谐输出的毫米波频率. 实验制作了基于偏振稳定双波长保偏光纤光栅激光器的可调 谐微波/毫米波产生装置, 通过对保偏光纤光栅施加不同的轴向拉力分别产生了20.407 和22.050 GHz的微波信号. 仿真产生了60 GHz的毫米波信号, 并分析该毫米波在光纤无线通信下行链路的传输性能, 结果表明该毫米波作为副载波调制到光波上从中心站传输80 km至基站后经天线发射至用户端, 解调后仍然得到很好的眼图, 充分证明了本方案的优越传输性能.     

用于MHZ重频光导开关触发的光纤分光系统设计

为了实现光导开关以MHz重复频率运行,设计了通过延迟产生MHz序列重复频率触发光的分光系统。分光系统由多根类蜂窝状排布的光纤组成并分为数组,各组光纤长度不同以产生时间序列。进行了光纤分光系统的理论计算,设计了分组程序,获得了各根光纤的输出端能量占比,实现了光纤输出端的分组设计优化。计算结果表明:当分光系统半径与激光器焦斑之比增大时,分光系统效率增高,达到一定数值后,分光系统效率趋于稳定;当激光器焦斑大小不变时,光纤层数增大,分光系统效率变小;当触发光脉冲数不变时,在一定范围内,光纤层数增大,输出端激光能量的最大相对误差变小。实验结果表明:四脉冲10 MHz分光系统实现了周期为100 ns的4个光脉冲输出,输出端能量最大相对误差6.80%,系统效率为38.07%。     

用于切除和气化人体肝癌的大功率光纤光缆

本文研究了高功率激光束通过国产的低损耗光纤的耦合-传输特性。已研制成由透镜-光纤-透镜组成的光纤光缆。通过2米长的石英光纤光缆已能输出200W的激光光束,其辐合-传输效率达90%。到目前为止,已成功地使用光纤光缆进行了六例肝癌手术、一例肝血管瘤手术和一例口腔癌手术。     

光注入掺铒光纤激光器的混沌特性

对光注入情况下混沌光纤激光器的输出特性进行实验研究.混沌光纤激光器采用环形腔结构,利用光纤的非线性克尔效应产生混沌激光.主激光器产生的混沌激光通过光隔离器和光纤耦合器注入到混沌掺铒光纤激光器实现外光注入.将主激光器产生的不同功率的混沌信号注入从激光器,研究光注入后从激光器混沌信号时序、频谱、自相关以及稳定性与复杂度等特性.结果 表明,光注入后的混沌信号时序随机且幅度频数呈高斯分布,频谱无明显的周期特性,自相关特性优良.光注入掺铒光纤激光器混沌输出在保证混沌源高复杂度的同时提高了混沌源的稳定性.     

基于双光导纤维延时法测量光速

介绍了利用光波在已知长度差的两段不同长度的光导纤维中传输时间延时差测量光速的基本原理。时钟方波信号通过LED调制电路转变为光信号在一段光导纤维中传输,后经SPD再生电路重新转变为方波再生信号,将原始方波信号与再生方波信号同时输入示波器中测量延时τ1,采用相同的方法测量另一端光导纤维传输延时τ2,通过已知的长度差和延时计算出光导纤维中的光速VZ,最终计算出光速c。     

基于白光扫描干涉法的光纤折射率分布的测量

提出了一种光纤折射率分布的测量方法,采用白光扫描干涉技术,并在参考镜上构造与光纤样品相同的结构来克服白光相干长度短的限制,优化了光路,提高了干涉条纹间的对比度.采用与白光干涉信号的包络线呈高斯分布的Morlet小波作为小波变换的母小波进行拟合处理,得到光纤与已知折射率的匹配液之间的相对高度.通过计算获得光纤的折射率分布...     

光纤-手征光纤耦合光波导偏振响应特性的实验研究

在 D形微孔光纤中注入手征液体 ,制作出了光纤 -手征光纤耦合光波导。对其输出端的偏振响应特性进行测试发现 ,与未注入手征液体的 D形微孔光纤相比 ,传播的光矢量方向发生了旋转。这种效应是由光纤与手征光纤相互耦合而引起的 ,将有可能应用到许多新器件的制作中     

Polarization insensitive wavelength conversion based on four-wave mixing for polarization multiplexing signal in high-nonlinear fiber

We have theoretically and experimentally investigated polarization insensitive of all optical wavelength conversion for polarization multiplexing signal based on four-wave mixing (FWM) in nonlinear optical fiber. Optical polarization multiplexing technique can be used to double the transmission bit rate by adding data on each of two orthogonal optical states. At the receiver side, the two orthogonal signals can be obtained by direct detection. The eye diagrams of the original signals have been probed and compared with the converted one in this experiment. The characteristics of the converted signal have been fully studied and a little crosstalk which leads a better corresponding eye diagram has been obtained after polarization demultiplexing.     

光纤陀螺信号处理中SLD驱动电路设计

光纤陀螺用光源要求输出功率高、相干性低、稳定性好，超辐射发光二极管（SLD）是能满足这些要求的理想光源，目前国内光纤陀螺用的光源基本上主要选择超辐射发光二极管（SLD），从工程实际应用出发，介绍了超辐射发光二极管（SLD）驱动电路设计，以此来提高光纤陀螺性能。     

S波段宽带光纤喇曼放大器研究

在PTDS(Photonic Transmission Design Suite)仿真平台上,用3个泵浦源的RFA实现了S波段的增益平坦,同时对泵浦光与信号光,信号光与信号光,泵浦光与泵浦光之间的相互作用以及RFA的噪声特性进行了研究.     

Closely packed micro optical fiber arrays in laser scanning system

Closely packed optical fiber arrays are used to increase the scanning speed in some laser scanning systems, but standard optical fibers are shown to be unsuitable for these systems. In this paper, a closely packing technique of micro optical fiber arrays is presented. The fabrication and properties of micro fibers, whose diameters range from several hundred nanometers to several microns, are introduced. These micro fibers are arranged side by side in V-shaped grooves, which are fabricated by photolithography and etching techniques on silicon substrate. Comparing to standard optical fiber arrays, such closely packed micro optical fiber arrays can eliminate the dark area among output light spots and can solve the problem of high accuracy demand of exposure location. This closely packing technique is also proved to be a feasible method in practical scanning systems.     

All-fiber wavemeter and Fourier-transform spectrometer

An all-fiber Fourier-transform spectrometer is proposed and demonstrated, based on the diffraction of light through the side of a standard optical fiber by a UV-induced fiber grating. The interference pattern, whose Fourier transform yields the optical spectrum, is formed by light diffracted from counterpropagating modes in the fiber. The device is simple and compact and functions as a wavemeter, a fiber-optic network monitor, or a tool for fabrication and testing of long fiber Bragg gratings.     

Multiplexing and transmission of RF signals using an optical fiber

Ultrasonic non-destructive testing systems designed to control huge structures normally use several transducers in the reception stage. To avoid increasing the cost of electronics, a multiplexer is used to send all received signals to the same processing module. Traditionally, transmission of such signals is carried out using copper cables. For special applications (i.e. continuous monitoring of nuclear plants) metallic cables are not suitable because of their high sensitivity to electromagnetic perturbations. Moreover, the multiplexing is made electronically. When the distance between the transducers and the reception unit is large and/or electromagnetic noise is important, signal degradation takes place. The proposed system implements the transmission and multiplexing of ultrasonic electrical signals obtained by means of broadband transducers (up to 1 MHz), using an optical fiber. Optical fibers are made of dielectric materials (silica or plastic) so they are inherently passive to electromagnetic noise. Wavelength division multiplexing is utilized for adding channels to the system by means of fiber optic couplers and different light sources. The wavelengths of the optical signals utilized are located far apart in the optical spectrum in order to avoid serious crosstalk in transmission. The limit to the number of multiplexed channels depends on the optical fiber selected, the spectrum of the light sources and the wavelength division multiplexers or couplers utilized.     

球形光纤端面效应及其应用

本文介绍了球形光纤端面的制作方法,采用射线理论和等效透镜法分析了圆球形端面多模光纤的端面效应,并给出了两个不同端面多模光纤之间耦合的实验结果。结果表明：圆球形端面光纤具有聚光特性,与平端面相比,使用圆球形端面光纤不仅可以提高光器件之间的耦合效率,而且增大了它们之间的耦合距离,利于光路调试;可广泛应用于光源与光纤、光纤与光纤、光纤与探测器之间的耦合。