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铁道学报 1998年第5期20卷 65-68页

作者：关雅莉龚岩栋文冀萍江中澳简水生北方交通大学

详细讨论了双模光纤的特性，分析了双模光纤用于色散补偿的原理。

关键词：双模光纤椭圆芯光纤色散补偿光纤

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双模光纤声光可调谐滤波器的研究

光通信技术 2005年第10期29卷 19-20页

作者：马玲芳乐孜纯王潇潇池永江浙江工业大学信息工程学院杭州310032

结合耦合模理论,给出了影响双模光纤AOTF带宽的参数:两个模式之间的拍长和群速延迟差分。基于对上述参数的分析,提出了几种实现窄带滤波的方法。

关键词：声光可调滤波器双模光纤模式耦合窄带滤波

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椭圆芯双模光纤在电压传感器中的应用与研究

电测与仪表 2006年第5期43卷 13-17页

作者：王河林郑绳楦燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004

文章简要介绍了双模光纤中存在的传输模式,讨论了椭圆芯双模光纤模斑稳定性。建立在光纤中传输模场的基础上,研究了两模间干涉特性和传感特性,指出了远场两瓣光斑的动态变化规律。针对不同的扰动,重点讨论了轴向应变、径向应变和温度变... 详细信息

文章简要介绍了双模光纤中存在的传输模式,讨论了椭圆芯双模光纤模斑稳定性。建立在光纤中传输模场的基础上,研究了两模间干涉特性和传感特性,指出了远场两瓣光斑的动态变化规律。针对不同的扰动,重点讨论了轴向应变、径向应变和温度变化对模间相位差的影响,分析了基于逆压电效应的双模光纤电压传感器结构和原理,以及信号的获取。

关键词：双模光纤光纤传感相位差扰动

双模光纤中参量FWM对Stokes光子的抑制

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武汉大学学报（自然科学版） 2000年第3期46卷 359-361页

作者：王凯宋克辉熊贵光武汉大学物理学系武汉430072 北京理工大学物理学系北京100081

通过对双模光纤的传输方程进行数值求解 ,从理论上验证了在不考虑群速度失配的情况下 ,在光纤两个模式上相互作用的非线性色散光波之间 ,存在着由相交相位调制 (CPM)所引起的调制不稳定 (MI) .由理论输出谱线进行分析得出 ,MI效应产生... 详细信息

通过对双模光纤的传输方程进行数值求解 ,从理论上验证了在不考虑群速度失配的情况下 ,在光纤两个模式上相互作用的非线性色散光波之间 ,存在着由相交相位调制 (CPM)所引起的调制不稳定 (MI) .由理论输出谱线进行分析得出 ,MI效应产生的参量四波混频 (FWM)效应的参量 Stokes边带和反 Stokes边带将对普通的受激喇曼散射 (SRS)产生明显的抑制。

关键词：双模光纤参量四波混频 FWM Stokes光子抑制

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基于双模光纤的声光非互易相移器

基于双模光纤的声光非互易相移器

作者：蒋徐标清华大学

学位级别：硕士

非互易相移器在光隔离器、环行器等基本光器件,和信道功率均衡、光波长转换、光纤传感系统等方面都有着广泛的应用。传统的非互易器件可以采用磁光效应或双折射效应实现,本论文以为功率均衡NALM或NOLM干涉环提供非互易相位偏置为应用目... 详细信息

非互易相移器在光隔离器、环行器等基本光器件,和信道功率均衡、光波长转换、光纤传感系统等方面都有着广泛的应用。传统的非互易器件可以采用磁光效应或双折射效应实现,本论文以为功率均衡NALM或NOLM干涉环提供非互易相位偏置为应用目标,采用双模光纤声光器件的技术方案,围绕双模光纤非互易器的实现和性能提高从基本理论模拟,器件原理和设计以及实验等方面开展了研究工作。双模光纤声光非互易相移器由两个性能一致的声光移频器及模式剥离器等构成,因此声光移频器本身的性能如何以及两个声光移频器的性能是否一致非常关键。为此,本论文从基本的光纤声光模式耦合理论出发,分析了器件的基本工作原理,解决了双模光纤的设计、声波反射消除、光波中心波长和声波匹配频率的调谐,以及光纤外径的一致性刻蚀工艺、声光移频器的纵向应力调谐等一系列技术问题,实现了两个完全同频声波驱动、同时高转换效率的声光移频器,由此组成的非互易相移器件的动态损耗为3dB,1dB带宽8nm(1550nm-1558nm)。理论分析指出当两个声光移频器转换效率均为50%时,传输谱具有最大振幅并且正反向传输谱之间在波长上的平移体现了非互易相移的大小,本论文基于这一正反向传输谱提出计算非互易相移大小的Fourier分析方法,并对实验结果进行了计算。通过分析和实验研究还指出实际声光移频器转换效率达不到100%以及声光耦合过程的偏振相关性是造成非互易相移器传输谱波纹和起伏的原因。借鉴双模光纤声光非互易相移器的设计思路并发扬基于单模光纤的声光器件的技术优势,提出并设计实现了基于单模光纤的三段级联可调谐梳状滤波器,并分析了滤波谱特性与级联结构参数之间的关系。

关键词：双模光纤声光非互易相移

基于阶跃型双模光纤的布里渊散射特性研究及温度应变双参量传感性能优化

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基于阶跃型双模光纤的布里渊散射特性研究及温度应变双参量传感性...

作者：乔赞洋北京邮电大学

学位级别：硕士

光纤作为一种最佳的有线媒介,具有抗电磁干扰,成本低,重量轻,覆盖范围广等优势。基于受激布里渊散射的分布式光纤传感器可充分利用光纤的优势特性,具备广阔的应用前景。但是,温度和应变均会导致布里渊频移发生线性变化,普通单模光纤中... 详细信息

光纤作为一种最佳的有线媒介,具有抗电磁干扰,成本低,重量轻,覆盖范围广等优势。基于受激布里渊散射的分布式光纤传感器可充分利用光纤的优势特性,具备广阔的应用前景。但是,温度和应变均会导致布里渊频移发生线性变化,普通单模光纤中通常只存在单个布里渊散射峰,无法区分温度和应变对布里渊频移的影响,造成布里渊分布式光纤传感器的交叉敏感问题。少模光纤支持两种以上的光学模式,不同光学模式在受激布里渊散射过程中的贡献使得其相较于单模光纤存在不同的特性。因此,为了研究不同光学模式对少模光纤受激布里渊散射的耦合贡献机制、发掘其应用于双参量传感的潜力,本论文通过理论仿真和实验相结合的方式对一种阶跃型双模光纤的布里渊增益谱特性进行研究,并针对温度应变双参量传感进行光纤设计和性能优化,主要研究内容如下:(1)通过理论仿真和实验相结合的方式对阶跃型双模光纤的布里渊增益谱特性进行了研究。首先通过理论分析,分别仿真计算了阶跃型双模光纤的模式内布里渊增益谱以及模式间布里渊增益谱。然后,搭建实验平台,为研究高阶模式对少模光纤受激布里渊散射的影响,在1550 nm光波长下分别在仅基模入射条件和基模高阶模式均入射条件下测得了双模光纤的布里渊增益谱。研究发现,仅基模入射时,双模光纤中产生了 LP01-LP01模式内布里渊散射,仿真计算和实验得到的布里渊增益谱均只有一个散射峰,与实验结果相比,布里渊频移的仿真计算误差为0.3%;基模和高阶模式均入射时,在各种声光模式的耦合作用下光纤中同时发生模式内布里渊散射和模式间布里渊散射。实验所得的布里渊增益谱中同时存在主峰和缓坡,与仿真计算的谱型相同。并且仿真计算与实验对比误差分别为:主峰布里渊频移仿真计算误差为0.3%,缓坡布里渊频移仿真计算误差为0.5%,主峰-缓坡功率差仿真计算误差为12.7%。在误差允许范围内,理论仿真和实验结果得到了良好的吻合,表明双模光纤同时传输多个模式时其布里渊增益谱来自于模式内和模式间布里渊增益谱的线性叠加。最后,探究了阶跃型双模光纤的结构参数对其模式内和模式间布里渊增益谱的影响。(2)理论和实验相结合研究了在准基模状态下双模光纤的布里渊频移对弯曲的响应特性。理论分析表明,与单模光纤相比,双模光纤具有较大的纤芯尺寸,会导致双模光纤在同样的弯曲状态时产生更大的应变,使得双模光纤的布里渊频移对弯曲的响应更加敏感,理论仿真计算下的布里渊频移弯曲灵敏度为8.53 MHz/cm-2。另外,通过实验得到准基模状态下双模光纤的布里渊频移弯曲灵敏度为10.16 MHz/cm-2,与实验结果相比,仿真计算误差为18.8%。实验和仿真结果表明,利用双模光纤的准基模状态可以将基于光纤布里渊频移的弯曲传感灵敏度提升至普通单模光纤的3.6倍,基于准基模状态的双模光纤有望实现高灵敏度的分布式弯曲传感。(3)面向温度应变双参量传感问题设计了一种异质芯双模光纤。首先,针对双参量传感及抗弯曲设计问题,提出了一种具有双峰模式间布里渊增益谱的抗弯曲异质芯双模光纤,其纤芯部分折射率呈阶梯型分布,通过在包层中加入多沟槽以提升光纤的抗弯曲性能。调整光纤的结构参数,所确定的光纤结构下可实现:两个模式间布里渊增益峰的增益较高且峰值相近,有望提升传感实验系统的信噪比,其增益系数分别为0.0838/mw、0.0845/mw;峰间频移差为117 MHz,可有效避免两个峰发生混叠;LP01模式的弯曲损耗为3.25×10-11 dB/m,LP11模式的弯曲损耗为1.42×10-04dB/m;双峰的温度应变传感系数分别为 CTL11=4.37 MHz/℃,CSL11=0.2 MHz/με,CTL12=3.58 MHz/℃,CSL12=0.16 MHz/με,温度应变传感不确定度为0.24℃,4.7με。然后,为进一步降低温度应变的传感不确定度提升光纤传感器的测量精度,通过调整两层纤芯的折射率分布,仿真分析所确定的光纤结构的模式间布里渊增益谱的双峰增益系数分别为0.0677/mw和0.0646/mw;峰间频移差为96 MHz;双峰的温度应变系数分别为CTL11=3.39 MHz/℃,CSL11=0.16 MHz/με,CTL12=2.83 MHz/℃,CSL12=0.12 MHz/με,温度应变传感不确定度为0.08℃,1.1με。相较抗弯曲异质芯设计,此部分确定的异质纤芯结构在不损失过多布里渊双峰性能和传感灵敏度的前提下,可显著降低温度应变传感不确定度。综上所述,本论文以理论仿真和实验相结合的方式对阶跃型双模光纤的布里渊散射特性进行研究,并设计了一种异质芯双模光纤其模式间布里渊增益谱可以充分利用双模光纤的光学模式分布特性从而实现了更佳的布里渊双峰性能,同时针对抗弯曲性能和高精度测量性能进行了优化。上述仿真和实验研究结果不仅可以为少模光纤的布里渊传感应用提供新思

关键词：双模光纤受激布里渊散射抗弯曲双参量传感

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双模光纤的传输特性及其应用研究

光纤与电缆及其应用技术 1998年第2期 19-23页

作者：关雅莉龚岩栋李晖李唐军江中澳简水生北方交通大学光波技术研究所

本文细致地分析了双模光纤中存在的模式及其椭圆芯光纤的特性，并详细地讨论了椭圆芯光纤在光纤传感、色散补偿、模式转换等多方面的应用。

关键词：双模光纤椭圆芯光纤光纤传感色散补偿

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椭圆芯双模光纤特性的理论研究及应用

光纤与电缆及其应用技术 2006年第5期 1-4,9页

作者：王河林杨爱军郑绳楦燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004

比较了圆芯和椭圆芯光纤中横电场模式和能量密度分布情况,指出当椭圆芯光纤的椭圆度12.3时,第二高阶模为EH11模,讨论了LP11模式的形成。结合圆芯双模光纤参数的表达式,推导出了椭圆芯光纤的模间拍长LB公式,并给出了eLP11模的归一化截止... 详细信息

比较了圆芯和椭圆芯光纤中横电场模式和能量密度分布情况,指出当椭圆芯光纤的椭圆度12.3时,第二高阶模为EH11模,讨论了LP11模式的形成。结合圆芯双模光纤参数的表达式,推导出了椭圆芯光纤的模间拍长LB公式,并给出了eLP11模的归一化截止频率Vc与椭圆度e的关系,由此确定了所选椭圆芯光纤的双模工作参数。最后简要介绍了椭圆芯双模光纤在传感器中的应用。

关键词：光纤双模光纤传感器