掺锗石英光纤光致折射率变化实验

熔融石英、光学石英玻璃的折射率（之一）波长（毫微米）水晶熔制石英玻璃合成石英 玻璃185.411.57464-193.53 1.56071-202.541.547291.54717206.201.54269 1.54266213.85-1.53434214.451.53385-226.50 1.523181.52299232.941.51834-237.83-1.51473248.20-1.50841250.201.50762-257.62 1.50397 1.50351265.36-1.49994274.871.49634-280.35- 1.49403289.36-1.49098298.061.488591.48837307.59-1.48575313.17-1.48

石英玻璃紫外波段折射率测量

采用改进化学汽相沉积(mcvd)与溶液掺杂结合的方法探讨了掺铋石英光纤预制棒的制备工艺,研制了具有红外宽带发光特性的掺铋sio2-al2o3-geo2光纤。研究了不同掺锗浓度与氧气浓度条件下制备的预制棒的光谱特性。掺铋预制棒切片在532nm和808nm光激发下,产生中心波长为1146nm,半峰全宽为204nm与中心波长为1281nm,半峰全宽为250nm的近红外发光。拉制的光纤在808nm光激发下,产生了中心波长为1265nm,半峰全宽为280nm的近红外发光;在976nm光激发下,观察到光纤产生中心波长为1125nm,半峰全宽为460nm的超宽带近红外发光。光纤与预制棒的发光存在明显差异。通过控制预制棒制备工艺可以使铋掺杂光纤的发光满足实用的需要。

主要探讨了折射率与增益的共同导引下,折射率径向平方律变化的增益引导光纤束缚因子的大小。首先解出了折射率径向平方律变化的增益引导光纤的场解,然后由波印廷定理推导得出了光纤中束缚因子的计算公式,最后利用数值计算的方法,得到了这种光纤在单模传输下的束缚因子的大小范围。结果显示:折射率平方律变化的增益导引光纤具有比折射率阶跃变化的增益导引光纤更好的束缚能力,利用这种光纤能使光纤激光器得到更高的输出功率。

将长周期光纤光栅(lpg)和光纤sagnac环相结合,实现了折射率和温度的同时测量。首先利用二氧化碳激光器在保偏光纤上制作了长周期光纤光栅(pm-lpg),然后把该pm-lpg和普通单模光纤耦合器组成sagnac环,作为传感单元。实验选择其某一透射峰作为测试对象,其波长随温度变化,强度随折射率变化,因此可实现两个参量的同时测量。实验获得的温度灵敏度为-0.654nm.℃-1,折射率灵敏度为49.9db.riu-1。整个实验系统成本低、简单实用,具有较好的应用前景。

利用连续光纤激光器为泵浦源,对单模石英光纤中的受激喇曼散射进行了实验研究在较低功率泵浦下,观察到由自发喇曼散射向受激喇曼散射演化的过程中,光谱不断变窄;当stokes波信号功率较强时,观察到光谱峰值相对于泵浦波的频移量从440cm-1转化到490cm-1在改进耦合系统后,不仅观察到一级喇曼频移,并且观察到了高阶stokes光在产生多级喇曼光谱时能量移动比较复杂,每两级的喇曼频移间隔并不完全相同

理论分析和模拟仿真研究了激光点火系统中光纤端面损伤、光纤初始输入段损伤和光纤内部损伤机理。结果显示:端面损伤主要是由光纤端面的杂质和缺陷引起;光纤初始输入段损伤是由光束的初次反射造成光纤局部激光能量密度增大引起的;光纤内部体损伤主要由于激光自聚焦效应引起损伤和光纤受到的意外应力产生微小碎片,吸收激光能量,引起光纤局部损伤。给出了激光点火系统中提高光纤损伤阈值的一般方法,主要包括光纤端面处理、设计合理的激光注入耦合装置。

理论分析和模拟计算了少模光纤布拉格光栅基模及高阶模的耦合与传输特性,得到在相同外部折射率变化情况下,少模光纤基模与高阶模耦合对应的布拉格波长变化,比正、反向基模之间耦合对应的布拉格波长变化显著增大。实验上制作了少模光纤布拉格光栅,测量了基模之间以及基模与高阶模之间对应的布拉格波长随外部折射率、温度变化的情况,得到与理论分析相符的结果。而对于温度变化对折射率测量结果干扰的问题,提出了通过计算布拉格波长差来克服温度影响的方法。这些结果为采用布拉格光纤光栅测量外部折射率变化提供了一种新的途径。

提出一种通过布拉格光纤光栅传输谱线计算其纤芯直径和折射率的方法.实验中采用较短波长的相位掩模板及紫外光照射载氢的单模光纤来写布拉格光栅.通过测量lp01模与反向传输的lp01、lp02模耦合所对应的损耗峰,并将对应的两中心波长分别带入色散方程,来计算同时满足布拉格光栅相位匹配条件的解,即可求出该光纤光栅纤芯直径和折射率.这种方法为测量光纤光栅参数提供了一种新的途径.

亚波长直径微纳光纤强倏逝场传输的光学特性,使其对周围介质折射率的变化具有极高的灵敏度.本文提出一种基于微纳尺度光纤布拉格光栅(mnfbg)的折射率传感器,结合微纳光纤倏逝场传输和光纤布拉格光栅(fbg)强波长选择的特性来实现高精度折射率传感,对其制备可行性进行了讨论.论文中对mnfbg折射率传感机理进行了深入的理论分析,并使用optigrating软件进行了数值模拟,模拟数据显示mnfbg折射率测量的灵敏度随着光纤半径的减小而增加,其中光纤半径为400nm的mnfbg灵敏度可达到993nm/riu,相比于包层蚀刻的fbg灵敏度增加了170倍,说明mnfbg对发展微型化、高灵敏度折射率传感器具有良好的应用前景.

研究单端腐蚀光纤布拉格光栅(fbg)在低折射率区(约1.333～1.360)对折射率与温度同时测量的理论模型,分析其主要结构参数对折射率灵敏度和线性度的影响,建立相应的线性近似理论和误差分析方法。理论仿真结果表明,可通过减小腐蚀区的直径或选择光栅周期较大的fbg制作传感器来提高折射率灵敏度,但这同时会降低传感器的线性度及增大折射率灵敏度的理论误差。在此理论分析基础上,设计并制作一个单端腐蚀fbg,进行相应实验研究,实验结果与仿真结果一致。

提出了基于光纤布拉格光栅(fbg)包层模式的折射率传感方案。实验中,利用不同浓度的丙三醇水溶液作为外界折射率传感溶液,采用氢氟酸溶液化学腐蚀的方法来减小光纤包层的直径以增大包层模式对外界折射率的敏感度,研究了腐蚀后光纤布拉格光栅包层模式的耦合波长对外部折射率的变化关系。实验结果表明在1.3300~1.4584的折射率范围内,包层模式耦合波长随外界折射率增大而增大,在接近光纤包层折射率处具有很高的折射率灵敏度,最大达到了172nm/riu(refractiveindexunit)。而且,包层模谐振的光谱半峰全宽(约0.07nm)仅为布拉格纤芯模谐振光谱半峰全宽的1/4,能够获得更好的传感精度。

探索了新型er-tm共掺石英基质超荧光光纤光源的特性,在粒子数方程和功率传输方程的基础上对其放大自发辐射(ase)特性进行了理论分析。在单向泵浦中,分析了泵浦功率和信号功率随光纤长度的变化特性,描述了在不同光纤长度、离子浓度及泵浦功率下信号谱的变化趋势;在双向泵浦中,讨论了泵浦功率和信号功率随光纤长度的变化特性以及信号谱相对于光纤长度和泵浦功率的稳定性。结果显示,利用er-tm共掺石英基质光纤可以获得稳定的100nm放大自发辐射带宽,大约是传统掺铒光纤超荧光光源带宽的两倍,但输出功率比后者低3个量级以上。

用10m长单模石英光纤进行受激拉曼散射温度特性研究,实验中发现在泵浦光和一级stokes左右出现了附加峰(称为双峰),其峰强度随温度的升高(80～295k)呈现先增加后减弱现象。当温度达到295k时,一级stokes双峰消失。由受激四光子混频理论计算可知,这种双峰现象是受激四光子混频的结果。同时对srs一级stokes所产生的受激四光子混频的stokes频移随温度升高由706.9cm-1增大到712.9cm-1和其半宽度由1.75nm增至2.18nm的现象也进行了解释。

根据菲涅耳公式和功率反射系数关系式,分析纤芯失配型光纤传感器折射率传感原理;采用单模/多模光纤制作传感器,研究传感器输出光功率随甘油溶液折射率变化特征,并验证理论计算结果。表明媒质折射率n_2=1.300～1.441时,传感器输出光功率强且几乎不发生变化;n_2=1.441～1.452时,传感器输出光功率呈线性快速下降,其斜率为-155.91;当媒质折射率与单模光纤包层折射率接近时,传感器输出光功率几乎为0。验证实验发现,传感器线性快速下降的折射率范围为1.442～1.454,斜率为-49.67,其输出光功率随甘油溶液折射率变化规律与数值模拟结果基本一致。该传感器具有结构简单、成本低、传感系统全光纤化等特点,能用于有毒有害、易燃易爆等特殊环境下物质折射率的高精度测量。

纤芯失配的光纤Mach-Zehnder折射率传感器

基于多模干涉效应的单模-多模-单模(sms)结构光纤折射率传感器通常需要进行包层腐蚀来提高灵敏度,而且易受环境温度影响。为克服sms结构的这些不足,提出了一种新型的基于纤芯失配多模干涉的光纤折射率传感器,由单模光纤-色散补偿光纤-单模光纤(smf-dcf-smf)级联光纤布拉格光栅(fbg)构成,长度不超过100mm。对其灵敏度、线性范围和温度特性等进行了测试,实验结果显示在测量折射率为1.33～1.39的折射率液时,特征波长与折射率呈线性关系,灵敏度为232.8nm,级联的fbg具有良好的温度校准功能。

通过对几种单模及多模光纤折射率分布测量方法的分析研究,得到单模光纤与多模光纤折射率分布测量方法的根本区别。由于单模光纤芯径比较小,因而只能用波动理论分析其传输机理,其中的远场法和近场法测量都是基于标量亥姆霍兹波动方程,即以单模光纤的基本传输理论进行测量;而多模光纤由于其芯径比较大,故而用射线理论分析其传输原理较为合理。多模光纤的折射近场法和近场扫描法均是以纤芯半径处数值孔径不同,对应的折射模和传导模不同为依据来进行测量的。

塑料光纤pof与石英光纤和铜缆优劣对比 近年来，全球塑料光纤市场需求呈不断攀升趋势，通信用塑料光纤市场以每年约20%的速率 增长。在欧洲、美国、日本等发达地区以及韩国、巴西等，是塑料光纤主要消费地区，塑料 光纤市场比较成熟。 在国家对“光进铜退”政策的大力支持下，国内的塑料光纤技术的应用得到进一步发展，塑料 光纤技术已成为解决终端用户最后几百米的最可靠、最快速的通信传输方式之一，并已列入 电力新技术、新产品、新成果的应用领域中。目前，塑料光纤在通信行业的应用正逐渐在全 球兴起。作为新兴的通信技术符合国家“光进铜退”、低碳、节能、环保的产业发展方向。 塑料光纤pof与石英光纤的对比 石英光纤具有带宽大,衰减低等特点，是长距离通信干线的理想的传输介质，但在光纤入户 时却遇到巨大困难。其芯径细(8~62.5μm),在光纤耦合、互接中需要高精密度对准，几微米

根据导波光的微扰理论得到了线双折射磁光光纤光栅中导波光耦合模方程,并给出了其解析解。借助于归一化斯托克斯参量,研究了线双折射与磁圆双折射对光纤光栅中光偏振态的影响。研究表明,线双折射磁光光纤光栅中存在左旋和右旋两个本征的椭圆光偏振态,线双折射或磁圆双折射的大小只引起本征偏振态椭圆率的变化,而不改变主轴方位角。通过调节磁光光纤光栅中两种双折射的相对大小可方便地控制输出导波光的偏振态,从而使磁光光纤光栅在光纤通信与传感中具有广泛的潜在应用。

光纤与电缆及其应用技术 opticalfiber&electriccable 2004年第6期 no.6　2004 [收稿日期]　2004-04-07 [作者简介]　吴中林(1963-),中国科学院上海光学精密机 械研究所工程师. [作者地址]　上海市嘉定区清河路390号,201800 应用技术 大芯径多模石英光纤端面耦合技术研究 吴中林,　楼祺洪,　董景星,　魏运荣 (中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800) 　　[摘　要]　对大芯径多模光纤端面耦合技术进行了研究,实验测量了光纤端面间的横向偏离、轴向偏离及光纤 轴夹角对耦合效率的影响,其中光纤端面间的横向偏离对耦合效率影响较大,这些实验结果对大芯径多模光纤端面 间的连接或熔接以及提高耦合效率具有一定意义。 　　[关键词]　

灰白色反光材料反光粉 耀德兴科技反光粉是把高折射率玻璃微珠的半球镀铝,提供了自反射层,而少 去了其他如铝浆打底等,使微珠具有自反光的功能,反光效果高于底涂铝浆法4-5 倍.广泛用于反光漆,反光油墨及丝网印刷等。 耀德兴科技高折射玻璃微珠（反光粉）主要具有回归反射特性.所谓回归反 射是一种光学现象，当光线照射到透镜之类的物体上，经折射后聚集，再从焦点 反射又经透镜折射回归光源方向.制品采用高折射率玻璃珠后半表面镀铝作为 后向反射器，具有极强的逆向回归反射性能，能将85％的光线直接反射回光源 处。回归反射所造成的反光亮度，可使驾驶人员和带光源的夜间作业人员在夜间 或视野不佳的情况下清楚地看见行人和障碍目标，确保双方安全。 一、耀德兴科技反光粉用途 反光粉是生产反光布，反光贴膜，反光涂料、反光标牌、宣传材料、服饰材 料、标准赛场跑道、鞋帽、书包、水陆空救生用品