多波长级联拉曼光纤激光器的设计

基于稳态条件下描述光纤中受激拉曼散射效应的光功率耦合方程组,提出一种新的多波长级联拉曼光纤激光器的设计算法.结合遗传算法和打靶法的优点,采取对每一代种群中少数优良个体进行几次打靶,使得种群中目标函数最优化值附近的个体加速收敛.以500 m掺磷光纤为增益介质、光纤布拉格光栅构成谐振腔的三波长(1427 nm, 1455 nm, 1480 nm)级联拉曼光纤激光器为例,采用该算法计算了其输出特性.结果表明,总输出功率与抽运功率近似成线性关系,斜率效率约51%;由于谐振腔中三个输出波长相互之间的受激拉曼散射作用产生的能量转移,使得输出的长波长斯托克斯光斜率效率大于短波长斯托克斯光斜率效率.     

一种高温下高灵敏光纤光栅温度传感器的制作方法

提出一种充分利用光纤光栅所能承受的应变量, 显著提高了光纤光栅温度传感器在高温下的灵敏度的方法.在常温下制作传感器时, 根据传感器需要测量的温度设置光纤光栅的预松长度;当温度升高到需要测量的温度时, 光纤光栅才开始被拉紧, 传感器才开始以高灵敏度方式工作.分析了预松长度和工作温度之间的关系.实验中, 当预松长度分别为0.2 mm、0.5 mm、0.6 mm时, 工作温度分别上升了25 ℃、50 ℃、61 ℃, 并且灵敏度(约675 pm/℃)基本不变.实验结果和理论分析吻合, 较好地证实了该方法的有效性.     

线性滤波法高速解调技术中的测量有效性研究

光纤光栅在不均匀应变场中会由于其反射谱的展宽而带来测量误差.线性滤波法是一种适合于高频瞬变信号的解调方法, 在光纤光栅参数取典型值时, 使用传输矩阵法对线性滤波法解调光纤光栅在不均匀应变场中反射谱的过程进行了数值模拟.模拟结果表明, 固定应变峰值为3000 με, 应变波波长大于0.0025 m时, 测量相对误差不超过3 %;固定应变波长0.05 m, 应变波幅值小于10000 με时, 应变误差不超过0.25 %.使用Hopkinson压杆装置对数值模拟结果进行了验证, 结果与数值分析结论较为吻合.     

薄包层啁啾长周期光纤光栅的色散补偿

为了提高啁啾长周期光纤光栅(LPFG)光纤通信的色散补偿能力,提出了利用薄包层啁啾LPFG进行包散补偿的方法.首先介绍了根据传输信号确定啁啾LPFG的啁啾系数、光栅长度等参数的方法.然后利用上述方法设计了对光纤中传输的中心波长为1550 nm,带宽为0.2nm的信号进行色散补偿的薄包层啁啾LPFG.利用耦合模理论及传输矩阵法计算了约1m长的此种啁啾LPFG的色散,结果表明可以补偿该光信号通过46 km光纤所产生的色散.进一步分析了切趾函数、啁啾系数、交叉耦合系数等参数对薄包层啁啾LPFG色散的影响.     

基于石英柱模型的光子晶体光纤异常布里渊散射特性的理论研究

通过石英圆柱模型,理论研究了小芯径光子晶体光纤中混合声波模式的色散、模式耦合以及声光相互作用,理论计算出了布里渊散射增益系数谱的双峰结构及其随抽运光波长和温度的演化规律. 理论分析表明光子晶体光纤中布里渊散射增益系数谱的双峰结构源于小芯径光子晶体光纤中混合声波模式之间的模式耦合. 通过温度改变导致的材料参数变化对声波模式色散特性的影响,特别是声波模式耦合点的移动,解释了双峰结构随外界温度的变化规律. 并且,通过理论计算与实验结果的对比讨论了石英圆柱模型的局限性和适用范围. 关键词： 布里渊散射 声光相互作用 模式耦合 光子晶体光纤     

Stopping and storing light pulses within a fiber optic ring resonator

A simple all optical system for stopping and storing light pulses is demonstrated. The system consists of an erbium-doped fiber amplifier （EDFA）, a semiconductor optical amplifier （SOA）, and a fiber ring resonator. The results show that the multisoliton generation with a free spectrum range of 2.4 nm and a pulse spectral width of 0.96 nm is achieved. The memory time of 15 min and the maximum soliton output power of 5.94 dBm are noted, respectively. This means that light pulses can be trapped, i.e., stopped optically within the fiber ring resonator.     

Mode field converter based on embedded photonic crystal fiber

Six high-index cores are embedded around the central solid core of the photonic crystal fiber to form a fiber embedded photonic crystal fiber （FEPCF）, which is investigated based on the beam propagation method. In this structure, the Gaussian mode could be transferred to the ring mode. So FEPCF could used as a mode convertor.     

Multi-wavelength fiber ring laser based on a chirped moire fiber grating and a semiconductor optical amplifier

A simple and cost-effective multi-wavelength fiber ring laser based on a chirped Moire fiber grating （CMFG） and a semiconductor optical amplifier （SOA） is proposed. Stable triple-wavelength lasing oscillations at room temperature are experimentally demonstrated. The measured optical signal-to-noise ratio （SNR） reaches the highest value of 50 dB and the power fluctuation of each wavelength is less than 0.2 dB within a 1-h period. To serve as a wavelength selective element, the CMFG possesses excellent comb-like filtering characteristics including stable wavelength interval and ultra-narrow passband, and its fabrication method is easy and flexible. The lasing oscillation shows a narrower bandwidth than SOA-based multi-wavelength fiber lasers utilizing some other kinds of wavelength selective components. Methods to optimize the laser performance are also discussed.     

FBG传感器复用解调异常的研究

基于光纤布拉格光栅应变传感器的解调原理,分析了传感器性能蜕化时应变传感系统中解调异常的问题,通过理论推导及模拟仿真,发现了存在解调的测量峰值波长少于实际传感器数量的现象,并提出了解决方法,在工程应用中对此进行了验证,证实了方法的有效性。     

复变系数Ginzburg-Landau方程的啁啾组合孤波解

基于描述非均匀光纤系统的复系数Ginzburg-Landau方程,通过拟解法得到了该方程的精确啁啾组合孤波解,并分析了该解的特性.通过大量的数值模拟,发现在有限的初始扰动下这些组合孤波解是在非均匀光纤系统中稳定的.最后,为了进一步研究组合孤波解的稳定性,我们还探讨了组合孤波的相互作用.