光纤光学

摘要： 采用改进的化学气相沉积技术结合液相掺杂工艺制备了低损耗Bi掺杂高磷石英基光纤,P_(2)O_(5)摩尔分数高达7.2%,光纤的背景损耗为18 dB/km@1550 nm。进一步采用1240 nm的可调谐拉曼激光器泵浦自制Bi掺杂高磷石英基光纤,在1355~1380 nm波段实现净增益,在1355 nm波长处的最高增益为5.14 dB。这是国内首次制备出低损耗掺铋高磷石英基光纤,并基于该掺铋光纤实现了近红外波段的净增益放大。

摘要： 为了解决现有光纤布喇格光栅(FBG)传感器温度与压力灵敏度低的问题,设计了一种基于FBG的薄壁圆筒式液体温度与压力传感器。选用具有耐腐蚀、弹性性能好以及热膨胀系数大的不锈钢304和铍青铜C17200分别对传感器进行封装,采用有限元分析法对传感器进行压力和温度特性仿真分析,研究了敏感元件材料及尺寸大小对灵敏度的影响,并分析了反射波长随压力和温度的变化关系。结果表明,使用铍青铜C17200封装的传感器压力和温度灵敏度更高,在0MPa~12MPa、-5°C~40°C工作范围内压力灵敏度可达153.5pm/MPa、温度灵敏度可达31.7pm/°C,相较于裸光栅分别提升了51.2倍和2.8倍。此研究结果可为液体的高灵敏度温压测量提供参考。

摘要： 工况环境下为了稳定地获取工件状态信息,采用多光纤布喇格光栅(FBG)组网监测的方法,将多光纤光栅传感器分布于装配结构的工装上,在获取敏感位置实时应变场数据的基础上,分析了不同装配误差与应变场分布的函数关系,并给出了合适的修正参数。结果表明,在工件上分别施加100N的应力时,x轴方向的最大形变值为0.86mm,y轴方向的最大形变值为0.69mm;与采用激光扫描获得的标准测量数据对比可知,x轴上测试的敏感位置形变值平均误差优于4.7%,y轴上测试的敏感位置形变值平均误差优于3.9%。采用光纤传感实现装配过程的智能修正是可行的,并且其在整个测试范围内具有很好的线性度和可重复性,可提高智能装配控制效果。

摘要： 提出了一种基于无芯-少模-无芯光纤结构的温度传感器,对传感器进行了理论分析和实验研究。该传感器将无芯光纤(coreless fiber,CLF)与少模光纤(few-mode fiber,FMF)同轴熔接,构建无芯-少模-无芯的光纤结构,结构两端熔接单模(single mode fiber,SMF)光纤作为输入输出光纤,第1段无芯光纤与单模光纤的模式失配起到激发高阶模的作用,少模光纤中的LP01与LP11两种模式沿少模光纤纤芯传输,在第2段无芯光纤的作用下LP01与LP11两种模式重新耦合回单模光纤,LP01与LP11两种模式发生干涉,形成干涉光谱。当外界温度变化时,两种模式的光程差发生变化,干涉光谱的干涉波谷发生漂移,选取2个不同的干涉波谷作为特征波长,进行实验分析。实验结果表明:波长在1550 nm和1534 nm附近的干涉谷均发生红移,相应的温度灵敏度分别为68 pm/°C和44.5 pm/°C。该传感结构制作简单、灵敏度高,有很好的应用前景。

摘要： 为了探索采用常规单模光纤制备弱反射光纤光栅的可行性,以降低材料成本和传输损耗,基于相位掩模板法,在常规单模光纤上刻制弱反射光纤布喇格光栅(WFBG),并进行了实验验证。建立相位掩模板刻栅系统光场统一方程,分析光场分布对光纤布喇格光栅(FBG)中心波长和反射率的影响;采用传输矩阵法分析相位掩模板长度、平均折射率变化对FBG反射率和3dB带宽的影响,为WFBG刻制提供理论依据。采用248nm紫外准分子激光器在常规单模光纤上刻制WFBG,分析相位掩模板长度、曝光能量、曝光频率,曝光次数对WFBG中心波长、反射率和3dB带宽的影响,制备出反射率和3dB带宽分别约为0.0016,0.10nm和0.00006,0.34nm两种窄宽的WFBG。结果表明,基于相位掩模板法由紫外准分子激光对常规单模光纤多脉冲曝光,能够稳定刻制WFBG。该研究对WFBG制备的材料选型提供了参考。

摘要： 随着光纤通信和光网络技术的快速发展,产生和控制色散在许多光学应用中都非常重要。着重介绍了3种产生色散的新型方法的原理、近期发展情况和优缺点,包括基于模式色散的色散系统、基于电子诱导透明的色散系统和基于实时傅里叶变换的等效色散系统;分析了目前产生色散技术所普遍存在的困难,对其发展趋势进行了展望,同时探讨了不同产生色散的技术在光信息处理技术的应用前景。

摘要： 为了测量液位高度变化,采用基于空芯光纤多模干涉效应的方法,研究了在外界介质影响下光源在空芯光纤中多模干涉所产生的干涉谱的变化,进行了基于空芯光纤中多模干涉效应的液位传感实验,研究了该液位传感器的干涉谱与液位变化的关系以及不同折射率液体对测量结果的影响,并分析了实验误差。结果表明,该光纤液位传感器的液位测量范围为0mm~55mm、液体折射率为1.33和1.35时,液位测量灵敏度分别为0.180nm/mm和0.224nm/mm。使用单模-空芯-单模结构的传感器进行液位变化测量是较为精准与可行的。

摘要： 采用万能拉力试验机测试了不同预制棒预处理工艺、拉丝速度及在线主动控温退火工艺下单模石英光纤的平均拉断力。采用反射式光学显微镜、扫描电子显微镜表征了不同条件下光纤预制棒及光纤表面微观形貌,分析研究了光纤拉断力的影响因素。结果表明:随着拉丝速度逐渐增加,光纤平均拉断力呈下降趋势;通过对预制棒进行火焰抛光与梯度降温处理,优化主动控温退火工艺同时降低拉丝速度,光纤平均拉断力由无任何处理的36.69 N增长到68.28 N,拉断力提高了86%。

摘要： 通过有限元方法研究了AsS光子晶体光纤在2μm至6μm波段的受激布里渊散射。数值结果表明,当空气占空比小于0.6时,所提出的光子晶体光纤可保持单模工作。布里渊频移主要受泵浦波长和光纤结构的影响,泵浦波长从2μm增加到6μm时,布里渊频移减小了4.16 GHz;而当空气占空比由0.5增加到0.6时,布里渊频移变化量仅为兆赫兹量级。布里渊增益谱的半高全宽取决于声子寿命,泵浦波长为2μm时布里渊增益谱的半高全宽是泵浦波长为6μm时的9倍。在空气填充率为0.5和0.6的情况下,提出的光子晶体光纤的最大布里渊增益分别为2.413×10^(-10)m/W和2.429×10^(-10)m/W。在光纤有效长度相同的条件下,布里渊阈值与泵浦波长正相关,在空气填充率为0.5和0.6的光子晶体光纤中,使用6μm泵浦时的布里渊阈值比使用2μm时分别增大了27.8%和19.6%。这些数值结果对于中红外波段设计和制造基于所提出光纤的光学设备或光学传感器具有重要意义。

摘要： 表面等离子共振(SPR)传感器开环系统的弊端,对全局搜索粒子群算法(PSO)的早熟收敛问题进行改进,提出了一种动态信息调整且速度可控的改进型合作粒子群算法(ICPSO)。该方法通过在粒子飞行状态控制的迭代方程中引入子群最优信息,较好地保持了粒子多样性,有效地避免寻优飞行中粒子的早熟收敛。进一步将该算法作为BP神经网络的训练算法,建立了更为优化的ICPSO-BP神经网络。最后,利用ICPSO-BP神经网络对光纤SPR开环系统的内部非线性模型进行辨识补偿,分别建立单输入、双输入、三输入的ICPSO-BP神经网络补偿模型,实验及仿真结果表明新算法在测试线性精度和速度上均具有较好的表现,从而保证了光纤SPR良好的线性测试效果,为光纤SPR传感器进一步应用打下一定基础。

摘要： 干涉型光纤陀螺仪中，渡越时间用于动态调整偏置电压和确定光纤环的本征频率，其精确在线测量对提高光纤陀螺仪的精度具有重要意义。提出并实现了一种干涉型光纤陀螺中渡越时间的精确在线测量方法。在不改变光纤陀螺基本结构的前提下，使用窄脉冲调制的方法可实现对陀螺线圈渡越时间的精确在线测量。使用该方法得到的渡越时间满足调制脉冲宽度和信号采集对应的精度。实验中采用10MHz采样率，测得2.1km的干涉型光纤陀螺光纤环渡越时间的精度为10-7s.

摘要： 干涉型光纤陀螺仪中，渡越时间用于动态调整偏置电压和确定光纤环的本征频率，其精确在线测量对提高光纤陀螺仪的精度具有重要意义。提出并实现了一种干涉型光纤陀螺中渡越时间的精确在线测量方法。在不改变光纤陀螺基本结构的前提下，使用窄脉冲调制的方法可实现对陀螺线圈渡越时间的精确在线测量。使用该方法得到的渡越时间满足调制脉冲宽度和信号采集对应的精度。实验中采用10MHz采样率，测得2.1km的干涉型光纤陀螺光纤环渡越时间的精度为10-7s.

摘要： 干涉型光纤陀螺仪中，渡越时间用于动态调整偏置电压和确定光纤环的本征频率，其精确在线测量对提高光纤陀螺仪的精度具有重要意义。提出并实现了一种干涉型光纤陀螺中渡越时间的精确在线测量方法。在不改变光纤陀螺基本结构的前提下，使用窄脉冲调制的方法可实现对陀螺线圈渡越时间的精确在线测量。使用该方法得到的渡越时间满足调制脉冲宽度和信号采集对应的精度。实验中采用10MHz采样率，测得2.1km的干涉型光纤陀螺光纤环渡越时间的精度为10-7s.

摘要： 干涉型光纤陀螺仪中，渡越时间用于动态调整偏置电压和确定光纤环的本征频率，其精确在线测量对提高光纤陀螺仪的精度具有重要意义。提出并实现了一种干涉型光纤陀螺中渡越时间的精确在线测量方法。在不改变光纤陀螺基本结构的前提下，使用窄脉冲调制的方法可实现对陀螺线圈渡越时间的精确在线测量。使用该方法得到的渡越时间满足调制脉冲宽度和信号采集对应的精度。实验中采用10MHz采样率，测得2.1km的干涉型光纤陀螺光纤环渡越时间的精度为10-7s.

摘要： 干涉型光纤陀螺仪中，渡越时间用于动态调整偏置电压和确定光纤环的本征频率，其精确在线测量对提高光纤陀螺仪的精度具有重要意义。提出并实现了一种干涉型光纤陀螺中渡越时间的精确在线测量方法。在不改变光纤陀螺基本结构的前提下，使用窄脉冲调制的方法可实现对陀螺线圈渡越时间的精确在线测量。使用该方法得到的渡越时间满足调制脉冲宽度和信号采集对应的精度。实验中采用10MHz采样率，测得2.1km的干涉型光纤陀螺光纤环渡越时间的精度为10-7s.

摘要： 介绍了用氢氟酸溶液刻蚀制作相移布喇格光纤光栅，并将其应用于外界溶液的折射率传感。在光纤光栅的中部刻蚀出一段很小的缺口，就形成了相移光纤光栅。该光栅的相移量对折射率敏感，通过测量光栅的反射光谱和反射光功率均能获得对应的外界折射率。利用图解法求解光纤特征方程获得了刻蚀和传感对光纤光栅光谱的影响，设计了刻蚀方案，并制作了这种相移光栅。通过实验实现了相移光纤光栅的折射率传感。

摘要： 介绍了用氢氟酸溶液刻蚀制作相移布喇格光纤光栅，并将其应用于外界溶液的折射率传感。在光纤光栅的中部刻蚀出一段很小的缺口，就形成了相移光纤光栅。该光栅的相移量对折射率敏感，通过测量光栅的反射光谱和反射光功率均能获得对应的外界折射率。利用图解法求解光纤特征方程获得了刻蚀和传感对光纤光栅光谱的影响，设计了刻蚀方案，并制作了这种相移光栅。通过实验实现了相移光纤光栅的折射率传感。

摘要： 介绍了用氢氟酸溶液刻蚀制作相移布喇格光纤光栅，并将其应用于外界溶液的折射率传感。在光纤光栅的中部刻蚀出一段很小的缺口，就形成了相移光纤光栅。该光栅的相移量对折射率敏感，通过测量光栅的反射光谱和反射光功率均能获得对应的外界折射率。利用图解法求解光纤特征方程获得了刻蚀和传感对光纤光栅光谱的影响，设计了刻蚀方案，并制作了这种相移光栅。通过实验实现了相移光纤光栅的折射率传感。

摘要： 介绍了用氢氟酸溶液刻蚀制作相移布喇格光纤光栅，并将其应用于外界溶液的折射率传感。在光纤光栅的中部刻蚀出一段很小的缺口，就形成了相移光纤光栅。该光栅的相移量对折射率敏感，通过测量光栅的反射光谱和反射光功率均能获得对应的外界折射率。利用图解法求解光纤特征方程获得了刻蚀和传感对光纤光栅光谱的影响，设计了刻蚀方案，并制作了这种相移光栅。通过实验实现了相移光纤光栅的折射率传感。

摘要： 本发明揭示光纤模块(100)、光纤连接器(12)及方法。在一个实施例中，光纤模块(100)包括主体(110)及光纤托架(120)。主体包括自第一表面延伸之光纤托架凹槽(118)、位于光纤托架凹槽末端之光纤末端基准表面(114)及多个透镜表面(130)。多个透镜表面、光纤末端基准表面及主体之中间部分界定多个透镜，每一透镜具有线性光轴。光纤托架包括安置于第一表面上之多个光纤支撑特征结构(122)。多个光纤支撑特征结构经配置以接收多个光纤。光纤托架安置于光纤托架凹槽内且固定至主体。

摘要： 本发明揭示光纤模块(100)、光纤连接器(12)及方法。在一个实施例中，光纤模块(100)包括主体(110)及光纤托架(120)。主体包括自第一表面延伸之光纤托架凹槽(118)、位于光纤托架凹槽末端之光纤末端基准表面(114)及多个透镜表面(130)。多个透镜表面、光纤末端基准表面及主体之中间部分界定多个透镜，每一透镜具有线性光轴。光纤托架包括安置于第一表面上之多个光纤支撑特征结构(122)。多个光纤支撑特征结构经配置以接收多个光纤。光纤托架安置于光纤托架凹槽内且固定至主体。

摘要： 本发明涉及一种光纤传感器，其包括光纤，所述光纤中嵌入有沿着所述光纤的长度延伸的至少一个光纤纤芯(14、16、18、20)，所述至少一个光纤纤芯具有沿着所述至少一个光纤纤芯(14、16、18、20)串联布置的多个单光纤布拉格光栅(40、42、44)，其中，每个光纤布拉格光栅(40、42、44)当在所述至少一个光纤纤芯(14、16、18、20)的无应变状态下的利用光探询时，在单个反射峰值波长附近具有单个反射光谱，其中，所述单个反射光谱的所述反射峰值波长沿着所述至少一个光纤纤芯从光纤布拉格光栅(40、42、44)到光纤布拉格光栅(40、42、44)不同。还描述了一种光学系统和一种探询光纤传感器的方法。

摘要： 本发明涉及一种激光束扫描器，包括激光束定位光学器件(120)、用于传输多个激光束(122a)的多个光纤(121)和被对准以将激光束从多个光纤(121)的输出端引导到激光束定位光学器件(120)的光纤终端光学器件(123a)。激光束定位光学器件(120)可相对于光纤终端光学器件(123a)移动，以在工作表面(124)上扫描激光束(122a)。

摘要： 本发明涉及利用解调光纤的光学特性测量系统，其特征在于，包括：光源部，用于射出特定波长的输入光；感测部，通过根据外部环境条件使光特性受到影响的传感器来产生上述信号光；以及测量部，通过由上述感测部传输的信号光来导出变化的物理量，上述测量部包括：光耦合器，用于向两个光路分配上述信号光；以及解调光纤，设置于使上述信号光移动的一侧光路，上述解调光纤在特定波长范围内呈现线性的光吸收特性，通过上述信号光的光强度检测来检测从上述感测部传输的信号光的波长，由此最终导出从外出施加的物理量。

摘要： 本实用新型提供一种光纤陀螺仪用光学集成模块、光学组件和光纤陀螺仪，其中光纤陀螺仪用光学集成模块包括第一壳体以及设置于所述第一壳体中的热沉、光源元件、耦合器和光电探测器，其中，所述光源元件、所述耦合器和所述光电探测器均设置于所述热沉的第一表面上，且所述光源元件输出端输出的光束耦合进所述耦合器的输入端中，所述耦合器探测端输出的光束耦合进所述光电探测器的接收端中；所述热沉的第二表面则面向所述第一壳体的底部设置，所述第二表面与所述第一表面相对；所述耦合器的输出端适于与Y波导的输入端通过光纤连接。本方案所述的光学集成模块采用空间耦合的方式，减少了光纤的使用，因而避免了熔点处的损耗。

摘要： 本发明提供一种用于补偿例如温度补偿被设计来检测力学量的光纤光学测量系统的方法。第一和第二光纤Bragg光栅分别具有Bragg波长，其中以一次光照射光纤Bragg光栅。在以力学量作用于第一和第二光纤Bragg光栅之后，通过所述力学量改性所述光纤Bragg光栅的Bragg波长。借助于光学滤波机构，通将过所述一次光引起并且通过光纤Bragg光栅的Bragg波长根据所述力学量而改性的第一和第二二次光的滤波如此实现，即其中第一光纤Bragg光栅的Bragg波长位于在上升滤波沿的范围中，而第二光纤Bragg光栅的Bragg波长位于在光学滤波机构的下降滤波沿的范围中。在检测经滤波的第一和第二二次光的强度之后将其进行比较，紧接着可由强度比较确定所述力学量。

摘要： 本发明提供一种光纤光学变换器。该光纤光学变换器包括配置为固定到感兴趣主体的固定部分；具有相对于所述固定部分的移动范围的可移动部分；定位在所述固定部分和所述可移动部分之间的弹簧；以及缠绕在所述固定部分和所述可移动部分之间的一段光纤。所述一段光纤跨越所述弹簧。所述光纤光学变换器还包括与所述可移动部分咬合的质量块。在该变换器的一个公开的方面中，该质量块包围所述可移动部分。

摘要： 本发明公开了一种光纤光学相干测距装置和光纤光学相干测距方法，该测距装置包括：带波长扫描的解调单元、光学头、以及用于将解调单元发出的激光传导至光学头上的单模光纤传导单元，其中，光学头包括准直透镜系统和参考面，其中准直透镜系统用于将单模光纤传导单元的光纤端面输出的激光准直；参考面用于将经过准直的激光的一部分反射回光纤端面并耦合进入单模光纤；以及解调单元用于检测单模光纤内的相干光并且用于根据相干光计算参考面与被测表面之间的距离，其中，相干光由从被测表面反射或者散射的光和从参考面反射的光耦合进入同一单模光纤中进行相干形成。本发明可对非光学反射表面如非抛光的金属、塑料等表面进行测距。

摘要： 本发明提供一种用于补偿例如温度补偿被设计来检测力学量的光纤光学测量系统的方法。第一和第二光纤Bragg光栅分别具有Bragg波长，其中以一次光照射光纤Bragg光栅。在以力学量作用于第一和第二光纤Bragg光栅之后，通过所述力学量改性所述光纤Bragg光栅的Bragg波长。借助于光学滤波机构，通将过所述一次光引起并且通过光纤Bragg光栅的Bragg波长根据所述力学量而改性的第一和第二二次光的滤波如此实现，即其中第一光纤Bragg光栅的Bragg波长位于在上升滤波沿的范围中，而第二光纤Bragg光栅的Bragg波长位于在光学滤波机构的下降滤波沿的范围中。在检测经滤波的第一和第二二次光的强度之后将其进行比较，紧接着可由强度比较确定所述力学量。