摘要：提出并设计了一种基片式多纵模拍频光纤激光位移传感器,利用谐振腔中不同模式之间的拍频信号实现传感,可以监测物体微小位移。该传感器采用应变传感基片结构,有效对光纤进行保护,并能缓冲拉伸和压缩带来的形变,增加传感器灵敏度。同时在原有多纵模拍频光纤激光器的基础上进行了改进,使系统获得更高的信噪比。阐述了多纵模拍频传感器的测量原理,设计制作应变片并搭建实验平台。实验选取4个不同拍频信号作为传感信号,实验数据表明:在0～30 mm范围内,频率漂移基本呈线性变化,线性拟合度最高可以达到0.999 4,这与理论推导结果一致。由于拉伸平台的拉伸精度限制,该传感器的测量精度为1×10-3mm。经过反复实验表明,该传感器具有良好的稳定性。

摘要：分析并提出了基于重构等效啾啁(REC)技术激光器阵列的传感系统和解调算法。REC工艺满足激光器阵列的低成本大量生产,并具备小体积的优势,在未来传感领域中有较大的实用价值。提出了一种激光器扫描的高效算法用来测量光纤布拉格光栅(FBG)因外界应力而产生的位移量。系统的独特性在于阵列激光器通道仅需调谐0.4 nm采样数据,取代了扫描FBG主功率峰,并且算法在FBG的任意谱段均适用,可以用于多通道波峰复用的FBG传感网络中。在单通道和四通道的实验中对FBG反射谱的位移进行精确定位,初步实验证明了该系统和算法的有效性和可行性。算法得出单通道中心波长与实际中心波长误差均在5 pm以下,四通道可以到达在2 pm以下,应力与算法结果中心波长呈现很好的线性度。对今后多通道激光阵列传感具有一定参考价值。

摘要：WDM系统的传输速率受单模光纤 (SMF)中色散D的制约 .针对WDM系统中的色散补偿问题 ,本文提出了一种新型的用于色散补偿的双芯光子晶体光纤 (DCPCF) ,其构成材料是纯石英和空气 .采用高斯———厄密函数法计算了此DCPCF的模场和等效折射率 ,理论模拟表明这种DCPCF的色散可达 - 180 0 0ps/ (nm .km) ,并可补偿超过自身长度 10 0

摘要：模式转换器承担着波导基模到高阶模的转换任务,是片上多模光传输、模分复用传输的重要器件。基于薄膜铌酸锂平台,提出一种利用V形硅阵列的薄膜铌酸锂波导模式转换器,转换结构主要包括沿光传输方向排布的V形硅阵列,位于薄膜铌酸锂波导顶部。基于上述结构进行详细的设计与优化分析,在中心波长为1550 nm、转换长度仅为11μm的情况下,实现了输入TE_(0)模到输出TE_(1)模的高效转换。模式转换效率为96.8%,串扰为-28.6 dB,插入损耗为0.78 dB。进一步对转换结构进行横向扩展,实现了输入TE0模到输出TE_(2)模的高效转换。模式转换效率为91.3%,串扰为-14.3 dB,插入损耗为1 dB。若继续扩展,可获得其他高阶模。本器件及设计方法有望在薄膜铌酸锂波导多模光传输方向发挥优势,推动薄膜铌酸锂光子集成器件及回路的发展。

摘要：近年来,单片集成的多波长激光器阵列作为波分复用(WDM)系统的理想光源而成为研究热点。通过重构-等效啁啾(REC)技术实现了一种低成本的分布反馈式(DFB)激光器阵列光源模块,采用掺铒光纤放大器(EDFA)对该激光器阵列的输出进行了光学放大,并通过PID控制程序对光源输出进行稳定化调节。光源模块中各通道激光器的中心波长间隔均匀,平均间隔为1.64 nm,波长间隔的误差小于0.2 nm。光源所输出的总光功率大于50 m W,输出光功率变化小于0.02 d Bm。

摘要：针对智能光互连系统对动态可重构性的需求日趋增加,提出了一种基于铌酸锂薄膜(LNOI)的可重构三波导耦合结构偏振分束器(PBS)。通过改变光学相变材料(PCM)涂层的相态,可以控制横磁(TM)模式的输出端口从而实现可重构功能。利用三维时域有限差分法(3D-FDTD)对器件进行参数优化和性能分析。结果表明,当PCM为非晶态时,器件可以很好地分离TM和横电(TE)模式,在1530~1580 nm波长范围内TM模式偏振消光比大于20 dB并且TE模式具有极低的插入损耗(约0.03 dB)。当PCM处于晶态时,器件具有可重构功能,TM模式和TE模式沿着输入波导传输,同时器件长度仅为35μm,满足片上铌酸锂集成需要。此外,还研究分析了器件的工艺容差,结果表明该设计具有一定的鲁棒性。

摘要：模式转换器能够完成波导基模到高阶模的转换,是片上多模光传输、模分复用传输的重要器件。文章基于薄膜铌酸锂(TFLN)波导,提出了一种利用纳米线加载结构设计的模式转换器,转换结构主要包括沿光传输方向以锥形方式排布的硅纳米线光栅及利用相变材料构建的矩形纳米线,两者分别位于TFLN光波导顶部的两侧。基于上述结构进行了详细的设计与优化分析,在中心波长为1.55μm,转换长度仅为6μm的情况下,实现了输入TE_(0)模到输出TE_(1)模的高效转换(模式转换效率97.6%,串扰-19.7dB,插入损耗0.31dB);进一步对转换结构进行横向扩展,实现了输入TE_(0)模到输出TE_(2)、TE_(3)以及TE_(4)模的高效转换,若继续扩展,可获得其它高阶模。本器件及设计方法有望在TFLN光波导多模光传输方向发挥优势,推动TFLN光子集成器件及回路的发展。

摘要：实验设计了一种基于可调谐二极管激光吸收光谱技术的甲烷传感系统,主要针对宽温度范围、全浓度、高精度的实时检测仪器进行研究。优选1653.7 nm窄线宽分布反馈式激光器作为光源,采用多次反射气室,结合波长调谐和全数字锁相放大器的二次谐波信号检测技术,通过最小二乘法拟合不同温度和不同浓度下的二次谐波测量数据,对检测系统进行背景扣除和温度补偿,高精度地反演出甲烷气体的浓度。实验结果表明,系统在浓度为0~1%时的检测误差小于±0.02%,1%~100%时检测误差小于真值的±2%,响应时间小于10 s。长时间的稳定性测试和高低温实验证实该系统可靠性高,能够稳定工作在宽温度范围内（0℃~40℃）。该系统满足煤矿检测标准的要求,为防治瓦斯突出灾害提供了保障。

摘要：设计了一种双环减敏式结构,并对26mm长的减敏基片进行有限元分析,分别在减敏基片左右端面各施加0.065mm的拉伸与压缩位移。由仿真结果可得减敏基片的应变减敏比约为3.5,应变测量范围可达到±5000με,同时可保证减敏基片在其材料的弹性范围内运行,不影响传感器的使用寿命。通过对500με范围内的双环减敏结构的光纤布拉格光栅传感器进行拉伸实验,实验结果表明该结构设计可使得传感器线性度达到0.999以上,满量程精度约为0.1%。该传感器可实现实时准确的在线监测,系统数据采集迅速、可靠性极高,有望应用于如船舶、桥梁、飞行器等需要对关键结构进行较大应变范围测量的情况。

摘要：设计了一款基于LabVIEW的光时域反射仪(OTDR),选用1625nm波长的脉冲激光模块作为光源,采用高灵敏度雪崩二极管光电探测器和高速数据采集卡,在LabVIEW集成化虚拟仪器开发环境控制下,对光信号进行采集、处理和数据存储,实现光纤在线实时监控。采用数字平均与加权滑动平均相结合的算法,对返回的背向散射信号进行降噪,并定量分析了数字平均次数、平滑宽度、平滑类型对OTDR系统信号处理结果的影响,从而给出一个最佳平滑模型。采用求一阶导数方法并设置导数和幅度双重阈值,对反射事件点进行定位。采用该系统对实际光缆线路的测试结果表明,所提出的最佳平滑滤波器与传统平滑滤波器在相同平滑宽度下相比,动态范围提高了1.1dB,信噪比提高了1.25倍。所提定位算法能较准确地定位反射事件点,表明该算法具有一定的实用价值。