用于甲烷气体传感的1.67μm掺Tm^3＋光纤荧光光源的实验研究

从甲烷气体相关光谱检测法对光源的要求出发，试制了几种不同参数的Ｔｍ＾３＋掺杂光纤，在实验上用７８８ｎｍ半导体激光器泵浦，测量了泵浦端出射的荧光光谱及总功率。在１．６７μｍ处荧光功率密度达到０．２５μＷ／ｎｍ，比用白炽灯作光源耦合多模光纤所得的结果高出８倍多，是一种较为理想的适用于甲烷气体检测的宽带光源。     

D形光纤Bragg光栅弯曲灵敏度的理论和实验研究

用材料力学理论分析了D形光纤Bragg光栅（D-shaped fiber Bragg grating,D-FBG）以及常规光纤Bragg光栅由弯曲引起的轴向应变,得到了光栅Bragg波长漂移的弯曲敏感特性.实验结果和理论计算结果基本相符.与常规FBG相比,该D-FBG的弯曲灵敏度要高近80倍.因此D-FBG可以直接应用于弯曲形变的测量,以及间接应用于压力、加速度等物理量的测量.理论分析和实验结果对采用该类型光纤光栅的器件和传感系统的设计具有参考意义.     

新型光纤的技术发展及应用

介绍了国际上最新的通信光纤技术发展情况，包括新型多模光纤、单模光纤的制造技术及其应用。文章还详细地介绍了国内外最新类型的特种光纤及其发展、应用。此外，对我国光通信技术现状、发展和趋势也作了一定程度的阐述。     

基于FBG精细谱的应变增敏型传感器的设计

提出了一种新型的基于非均匀光纤布拉格光栅(FBG)精细谱和边沿解调的应变灵敏度增强型传感器。理论研究了在轴向非均匀应变情况下普通FBG的传输谱以及基于传输谱精细结构的应变响应特性。仿真结果表明,将均匀应变转为非均匀应变的新型传感器对应变的灵敏度为普通FBG的4.6倍。在实验上设计制作了这种可将被测物体的均匀应变转换为FBG的非均匀应变以提高应变灵敏度的传感器结构。实验测量结果证明了理论分析的可行性。这种传感器在采用窄线宽激光器的FBG边沿解调方案中具有提高动态应变响应灵敏度以及增大应变测量范围的作用,同时,由于其长度可小型化,在检测高频动态应变信号方面也有较大的应用前景。     

存在固有线双折射光纤费尔德常数的测量

从理论上分析、计算了扭转光纤对小信号电流灵敏的影响，提出了一种新的更为简便的方法测量费尔德常数、并用实验验证。结果表明当光纤扭转率与固有线双折射的比值大于一定数值时，用本方法测量得到的费尔德常数值与理论值十分接近。这一方法为测量具有线双折射光纤的费尔德常数提供了一种新的途径。     

时域有限差分法在光波导分析中的应用及改进

对时域有限差分算法在圆柱坐标下弱导光纤中应用时吸收边界条件的设置及其对计算精度的影响进行了讨论，提出了改善的方法。并且将这种方法应用于一般光纤和光电子晶体光纤传输特性的计算，得到了有用结果。     

采用Tm光纤光源的甲烷气体相关光谱检测

报道了以半导体激光器泵浦掺Ｔｍ３＋光纤为光源的甲烷气体相关光谱检测系统，研究了７８８ｎｍ波长泵浦下掺Ｔｍ光纤光源的一些光谱特性，并在实验上用这种光源及系统对甲烷气体作了测量。在５．７ｃｍ长的测量腔下，系统噪声幅度对应的最小气体检测浓度为０．４７％，远低于甲烷气体的爆炸低限（５％），证明了这种光纤光源用于甲烷气体浓度测量的可行性。     

基于波分复用的光纤多防区周界传感系统

提出了一种新的光纤多防区周界传感系统,采用波分复用技术实现了监控防区和通道的扩展。该系统对传统采用单根传感光纤和反射镜的结构作了改进,并扩展了传感光纤的数量,将多根传感光纤分别置于监控领域内的不同防区,每个防区分别用不同中心波长的光纤布拉格光栅作为反射装置,使每根传感光纤工作在不同的波长。利用波分复用器件与技术,多根传感光纤共用一套干涉系统,实现了多个干涉子系统同时、独立的监测。实验结果表明,该系统可以实现多个分散防区同时、独立的入侵检测和定位,信号响应时间小于1ms,不同防区间信号的串扰小于-20dB。     

光纤气体传感系统背景噪声的滤除

在光纤气体传感系统中,为提高检测的灵敏度,需要采取措施抑制系统的各类噪声。通过设计低噪声的前置放大器和光源驱动电路可有效地降低系统的噪声;但对于因光路变化和光在传输过程中偏振态发生变化引起的背景噪声的处理一直是光纤气体传感系统测量灵敏度提高的难点。提出一种基于最小二乘拟合的背景噪声滤除算法。利用参考光栅和法布里-珀罗标准具实现对输出信号的光谱重建。在此基础上,利用气体特征吸收峰两边的输出拟合整个输出曲线。将系统的输出与拟合曲线相除,实现系统输出的归一化,有效地滤除了系统的背景噪声,避免了当传感系统背景噪声发生变化时,需要重新采集背景气的繁琐工作,为测量带来方便。