摘要：提出一种基于光栅反馈技术的掺铥光纤随机激光器。激光器采用半开腔设计,封闭端采用中心波长为1 940 nm的高反射率光纤光栅为激光器系统提供强反馈,增益介质采用1.5 m长的掺铥光纤,泵浦源采用793 nm半导体激光器,开放端采用光纤随机光栅提供随机分布反馈。该光纤随机光栅由飞秒激光逐点刻写技术制备,在10 cm单模光纤上刻写超过6 000个间距随机分布的折射率畸变点,以增强光纤的后向瑞利散射效应。实验测得中心波长为1 940 nm的随机激光输出,其泵浦阈值为2.33 W,在3.8 W泵浦功率下的输出功率为57 mW,光信噪比达56 dB。输出激光在1 h内的波长偏移量小于0.1 nm,功率变化约0.26 dB,具有良好的稳定性。

摘要：基于简化的二能级激光系统和均匀展宽理论模型,利用原子速率方程和功率传输方程建立了掺铥光纤激光器的理论模型,并以环形腔掺铥光纤激光器为例,通过Matlab编程数值模拟研究了其出射功率和波长调谐范围与腔内损耗、掺铥光纤长度、输出耦合比、泵浦波长和泵浦功率等激光器参量的关系。数值模拟结果表明,降低激光器腔内损耗、提高泵浦激光功率和优化掺铥光纤长度可以提高掺铥光纤激光器的出射功率和增加波长调谐范围,而增加输出耦合比虽能提高激光功率,却减小了波长调谐范围。经过参数优化,在腔内总损耗为3 dB、输出耦合比为10%的情况下,通过提高泵浦激光功率和优化掺铥光纤长度,掺铥光纤激光器的波长调谐范围可达528 nm(1 660~2 188 nm),高于目前已报道的实验结果。将部分模拟结果与文献报道的实验结果进行对比,较好地证实了模型的准确性。研究工作对于掺铥光纤激光器的设计和发展具有重要的理论参考价值和指导意义。

摘要：提出一种基于随机光栅与高反射布拉格光栅(FBG)相结合的可调谐随机光纤激光器。利用980nm泵浦光源泵浦一段7m长的掺铒光纤(EDF)进行增益放大,由随机光栅提供随机反馈。随机光栅长7cm,具有约10 000个折射率修改点,这些点由飞秒激光逐点写入,并沿光纤方向随机分布,两点相邻间隔小于10μm。同时,利用中心波长为1 548nm的高反射FBG来组成半开放腔结构,实现了随机激光的输出。实验测得的泵浦阈值功率仅为18mW,斜率效率高达13.2%,并通过改变FBG的中心波长,实现了输出激光波长的可调谐,调谐范围为4.45nm(1 548.04~1 552.49nm)。得益于半开放式激光腔的设计和EDF的高增益,整个系统具有阈值低、效率高、结构简单等优点。

摘要：提出了一种新颖的光纤布拉格光栅(FBG)倾斜传感器设计,采用4根反射波长不同的FBG,该结构更简单和稳定,可用来测量平面内两维方向的倾斜角度,具有高灵敏性和测量精度,且无需附加的温度补偿装置即可消除环境温度的影响。初步的实验结果证实了该设计的可行性,表明此倾斜传感器的角度准确度和精度非常好,可以达到约0.3°的精度。需要强调的是,此倾斜传感器的性能还可进一步提高,通过增加悬垂物重量,或减小每对光纤之间的夹角来提高准确度和精度。

摘要：利用传输矩阵法对级联长周期光纤光栅(LPFG)构成的马赫-曾德尔(M-Z)滤波器的滤波特性进行了模拟研究,针对提高滤波器的有效带宽和有效通道数进行了优化设计,并实验制备了多个M-Z滤波器,与模拟结果进行了对比。研究结果表明,该M-Z滤波器的有效带宽和有效通道数与单个LPFG的透射谱峰值损耗(TSPL)密切相关,可针对具体要求进行优化设计。当调节LPFG的TSPL从1.96dB增加到4.95dB时,满足10dB消光比要求的有效带宽从0.5nm增加到44.9nm;对于信道间隔为2nm的M-Z滤波器,有效通道数从1增加到22个。实验结果和理论计算相符合。

摘要：提出了一种采用单光纤布拉格光栅(FBG)进行温度与应变同步测量的新颖设计。一根FBG被分成等长的两部分,用环氧胶水涂敷在其中一部分的表面,再套上金属套管,此时可以看成具有不同的布拉格波长的2个FBG,利用它们之间不同的杨氏模量和热膨胀系数,应变和温度能够同步测量。实验结果表明,在2700με和75℃的测量范围内,可以达到约6.1με和1.0℃的应变和温度精确度,误差主要来源于光谱仪分辨率的限制和FBG其中一部分的胶水涂抹不够均匀,通过使用高分辨率的解调仪和提高胶水涂抹工艺可得到更高的测量精确度。

摘要：设计了一种基于受激布里渊散射和掺铒光纤混合增益的随机光纤激光器,该激光器选用两段长为20km的单模光纤组成全开放腔结构,利用单模光纤的瑞利散射提供随机光反馈.研究表明,固定布里渊泵浦波长和泵浦功率分别为1 550.00nm和2.19mW时,增加掺铒光纤泵浦功率,可以实现两个波长的随机激光输出,一阶和二阶受激布里渊散射光与布里渊泵浦光波长间隔分别约为0.088nm和0.174nm,产生一阶和二阶受激布里渊散射对应的掺铒光纤泵浦功率分别为190mW和370mW;当掺铒光纤泵浦功率为433mW时,激光器两端的最大输出功率为1.60mW和1.68mW.当掺铒光纤泵浦功率明显高于阈值功率时,获得的一阶和二阶随机激光输出稳定,3dB线宽约为0.022nm,峰值强度和位置基本不随时间而变化.

摘要：提出了一种具有可调谐特性的半开放腔多波长随机光纤激光器，利用单模光纤和环形结构组成半开放腔结构，通过改变布里渊抽运激光波长实现输出随机激光的可调谐特性。结果表明，当布里渊抽运波长为1550.01 nm时，该激光器最多可以实现4个波长的随机激光输出，且可以通过控制掺铒光纤放大器的输出功率来精确控制输出随机激光波长数目，其一阶至四阶斯托克斯光的阈值功率分别为12、31.6、73、610 mW。其中，一阶斯托克斯光的斜率效率可达12.5%。固定掺铒光纤放大器的输出功率为631 mW 时，随着随机分布反馈光纤长度的增加，随机激光输出功率成指数下降。该激光器的输出波长可在1528～1580 nm 的波长范围内调谐。此外，半开放腔的结构设计有效地消除了输出光谱中奇数和偶数阶斯托克斯光的峰值功率差异。

摘要：提出一种基于桥梁监测的光纤光栅振动传感器的设计方法。监测系统是基于测量压力啁啾的光纤布拉格光栅(FBG)反射带宽和反射光功率达到实时监控的目的。该传感器是由单根FBG组成,为了模拟真实桥梁振动情况,使用简支梁模拟桥梁。将单根FBG斜向粘贴在简支梁侧面上进行模拟试验,梁的上表面中间粘贴偏心轮来产生振动。振动将作用到简支梁上造成梁弯曲。梁弯曲时,在不同厚度层上产生呈梯度分布的应变,进而引起FBG的啁啾效应,造成FBG带宽发生变化。试验结果将电阻应变片和基于FBG的振动传感器进行对比。由于FBG对反射带宽和光功率温度不敏感,传感测量完全避开了温度的交叉敏感效应。该传感器可以广泛应用于桥梁的健康监测中,具有实时性及成本低等优点。

摘要：利用改进的化学汽相沉积工艺加溶液掺杂法 ,配合光学加工技术 ,自行设计并研制出内包层为矩形等新颖结构的掺Yb3 +双包层石英光纤 ,实现了上述光纤的包层抽运激光器的成功运转。矩形光纤在 10 75 6nm波长处获得 84mW的最大激光输出功率 ,斜率效率达 77%。