检索结果-南通市图书馆

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

对称熔融拉锥型光纤光栅温度和应力传感特性

物理学报 2019年第24期68卷 178-185页

作者：涂兴华赵宜超南京邮电大学电子与光学工程学院光电传感工程研究中心

锥形结构的光纤光栅具有对应力敏感而对温度不敏感的特性,这可以有效抑制温度与应力的交叉敏感问题.提出一种利用熔融拉锥技术实现对称双锥形结构的光纤光栅,结合传输矩阵法建立其传感特性理论模型并加以分析.首先研究影响啁啾系数变化... 详细信息

锥形结构的光纤光栅具有对应力敏感而对温度不敏感的特性,这可以有效抑制温度与应力的交叉敏感问题.提出一种利用熔融拉锥技术实现对称双锥形结构的光纤光栅,结合传输矩阵法建立其传感特性理论模型并加以分析.首先研究影响啁啾系数变化的因素,得到啁啾系数与光栅长度变化量的关系;其次对对称熔融拉锥型光纤光栅的光谱特性进行分析,讨论光谱短波长处出现密集调制现象的成因;然后仿真研究温度和应力对对称熔融拉锥型光纤光栅的反射谱影响,得到对应的中心波长和光谱宽度的变化关系.并针对应力灵敏度较低问题,提出聚合物涂覆锥区增大传感锥区光纤半径差而进行增敏的方案,利用熔融拉锥法制备对称熔融型光纤光栅,通过实验验证理论仿真的正确性,对称熔融拉锥型光纤光栅应力灵敏度为0.11391 nm/N.研究表明,对称熔融拉锥型光纤光栅的啁啾系数与光栅长度变化量满足线性关系.对称熔融拉锥型光纤光栅端处光栅周期较小,且反射率小于1,左边透射光与右边反射光会产生干涉,因此光谱短波长处会出现密集调制现象.随着轴向应力的增大,光栅反射中心波长向长波方向移动,光谱宽度变大,且两者与轴向应力均满足线性关系;随着温度升高,反射谱峰中心波长向长波方向移动,满足线性关系,而温度对光谱宽度的影响可忽略不计.通过增大传感锥区光纤光栅半径差,光纤光栅的应力灵敏度较之前提高了数百倍,并且增大光栅长度变化量有助于进一步提高应力灵敏度.对称熔融拉锥型光纤光栅的光谱宽度只对应力敏感而对温度不敏感,这一特性可用于实现温度与应力双参量测量.

关键词：锥形光栅熔融拉锥有效折射率光栅周期传感

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

熔融拉锥法制备微光纤及其传感特性研究

熔融拉锥法制备微光纤及其传感特性研究

作者：康静黑龙江大学

学位级别：硕士

本文从倏逝波原理出发,以熔融拉锥技术为主要制备方法,系统开展了基于多模/少模微光纤的模式干涉仪研究。探究了微光纤的折射率(RI)敏感特性,开发了微光纤辅助(MA)结构的微腔应变传感器。主要研究内容如下:(1)基于倏逝波原理,研究了单... 详细信息

本文从倏逝波原理出发,以熔融拉锥技术为主要制备方法,系统开展了基于多模/少模微光纤的模式干涉仪研究。探究了微光纤的折射率(RI)敏感特性,开发了微光纤辅助(MA)结构的微腔应变传感器。主要研究内容如下:(1)基于倏逝波原理,研究了单模微光纤的基本结构与光传输原理,分析了基于微光纤的模式干涉仪的工作原理。利用光束传播方法(BPM),仿真研究了单模、多模微光纤的模式激发与模式耦合特性。分析了拉锥参量设置对于腰锥倾角的影响;理论研究了微光纤模式干涉仪的温度和RI传感原理。(2)基于熔融拉锥法,开展了不同腰锥直径下多模、少模微光纤的制备研究,开展了对应微光纤的RI敏感特性研究。实验结果表明:多模微光纤腰锥直径为17.91μm时,RI灵敏度达到3192.67 nm/RIU;腰锥直径为16.3μm的少模微光纤,RI灵敏度提升至3821.3 nm/RIU。进而,开展基于前侧多模光纤拉锥的强度调制型RI传感器研究。结果表明,在1.33-1.37 RIU范围内,所制备传感器具有良好强度线性响应,灵敏度达-342.82 d B/RIU,便于实现高区分度的RI-温度联合同步测试。(3)以百微米级单模微光纤作为“桥接”,制备了多种MA结构的微腔干涉仪,分析了微光纤长度、直径、错位量对于微腔结构透射、反射光谱的影响。进而,开展了MA结构微腔干涉仪的轴向应变传感特性研究。实验结果表明,轴向应变的波长响应与微光纤长度相关,腔长为1284μm时,其在0～200με范围内的灵敏度达-10 pm/με,且线性度良好。进而,分别研究了微腔干涉仪的横向(弯曲)与切向(扭曲)应变传感特性。传感特性均表现为强度变化,但存在波段差异特性。弯曲测试时,L波段的强度灵敏度达-138.2 d B/m;扭曲测试时,C波段的强度灵敏度为23.98 d B/(rad/cm)。

关键词：光纤传感微光纤制备熔融拉锥微光纤辅助应变传感

熔融拉锥型全光纤多模式复用器/解复用器研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

中国激光 2018年第7期45卷 198-203页

作者：陆少凡肖悦娱蒋晓勇上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室上海200072

提出了一种基于并联结构的多模式复用器/解复用器。该多模式复用器/解复用器由一根少模光纤和两根单模光纤构成。根据有效折射率匹配原则确定了光纤参数,仿真分析了不同芯间距对多模式复用器/解复用器性能的影响,得出最佳芯间距。仿真... 详细信息

提出了一种基于并联结构的多模式复用器/解复用器。该多模式复用器/解复用器由一根少模光纤和两根单模光纤构成。根据有效折射率匹配原则确定了光纤参数,仿真分析了不同芯间距对多模式复用器/解复用器性能的影响,得出最佳芯间距。仿真分析了该多模式复用器/解复用器对应的工作波长带宽。结果表明:该多模式复用器/解复用器不需要结合模式转换器即可实现LP01、LP11和LP02三种模式的复用,最佳耦合区长度为4530μm,工作波长带宽可达60 nm。

关键词：光纤光学多模式复用器/解复用器模式转换器少模光纤波长带宽熔融拉锥

基于熔融拉锥方法增敏的光纤传感器制备及传感特性研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于熔融拉锥方法增敏的光纤传感器制备及传感特性研究

作者：刘跃哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

锥形光纤传感器相比于其他光纤传感器具有稳定性强,控制方法简单,成本低廉等优点,在光纤传感领域中占有一席之地。基于熔融拉锥设备所制备的光纤温度传感器和光纤折射率传感器,在温度和折射率传感方面表现出了良好的传感特性。首先,对... 详细信息

锥形光纤传感器相比于其他光纤传感器具有稳定性强,控制方法简单,成本低廉等优点,在光纤传感领域中占有一席之地。基于熔融拉锥设备所制备的光纤温度传感器和光纤折射率传感器,在温度和折射率传感方面表现出了良好的传感特性。首先,对熔融拉锥设备的工艺技术,锥形光纤结构的理论分析,传感机理进行介绍。锥形结构包括熔锥形马赫曾德干涉仪;熔锥形二模光纤马赫曾德干涉仪;熔锥形长周期光纤光栅;周期性的锥形单模光纤-多模光纤拼接结构。通过实验探究锥形光纤结构的灵敏度特性,其中熔锥形MZI结构的温度灵敏度为47.82 pm/℃,折射率灵敏度过低使得光谱仪分辨率对其有一定的影响;熔锥形二模光纤MZI的温度灵敏度为56.92 pm/℃,折射率灵敏度过低,小于光谱仪分辨率;熔锥形LPFG的温度灵敏度为36.73 pm/℃,折射率灵敏度为-15.59 nm/RIU;周期性的锥形SMF-MMF拼接结构的温度灵敏度过低,光谱分辨率对其有影响,折射率灵敏度为273.20 nm/RIU;实验结果显示灵敏度偏低,为了增敏,提出了基于游标效应的双锥形马赫曾德干涉结构和平坦锥形二模光纤长周期光纤光栅。其次,为了提升温度灵敏度,利用游标效应原理,将两个双锥形马赫曾德干涉结构级联。两个结构的锥之间的距离分别为4.6 cm和3.5 cm,其对应的光谱的FSR分别为7.50 nm和10.91 nm。实验结果显示级联后的游标包络的温度灵敏度达到了197.90 pm/℃,相比单个双锥结构,温度灵敏度提高了3.58倍。最后,为了提升折射率灵敏度,提出了基于平坦锥形二模光纤长周期光纤光栅折射率计,成功解决了折射率灵敏度低的问题。该传感器的结构为二模光纤和单模光纤以固定长度周期拼接,再进行熔融拉锥制得。做了不同特种光纤嵌入的光谱对比、不同长度光谱对比、不同周期数目光谱对比、不同熔锥直径的折射率对比实验。得出拉锥的锥腰直径越细,灵敏度越高的结论。锥腰直径最细的结构为36μm,其折射率灵敏度达到了1360.64 nm/RIU。结构的温度灵敏度为11.19 pm/℃,温度对折射率的实验没有影响。本文提出了基于熔融拉锥法制作的光纤传感器,不仅表现出了良好的传感特性,而且对其提升灵敏度进行了实验研究,可以更加准确的测量实验物理量,提高测量精度。

关键词：熔融拉锥光纤温度传感器光纤折射率传感器增敏

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

熔融拉锥型光纤耦合器损耗的实验研究

光电子．激光 2010年第10期21卷 1459-1461页

作者：李焕路娄淑琴北京交通大学全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044 北京交通大学光波技术研究所北京100044

结合2×2熔锥型光纤耦合器的制作,实验研究了拉锥速度、耦合长度、火焰位置3个关键制作参数对耦合器的插入损耗和附加损耗影响。当拉锥速度控制在150μm/s时,耦合器的插入损耗和附加损耗可以控制在较低水平;在拉锥长度较短的区间内,插... 详细信息

结合2×2熔锥型光纤耦合器的制作,实验研究了拉锥速度、耦合长度、火焰位置3个关键制作参数对耦合器的插入损耗和附加损耗影响。当拉锥速度控制在150μm/s时,耦合器的插入损耗和附加损耗可以控制在较低水平;在拉锥长度较短的区间内,插入损耗与拉锥长度基本成线性关系;制作低损耗耦合器,火焰存在最佳高度为5.75 mm。

关键词：光纤耦合器熔融拉锥损耗

熔融拉锥型光纤模式选择耦合器的理论和实验研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

熔融拉锥型光纤模式选择耦合器的理论和实验研究

作者：赵琳楠北京交通大学

学位级别：硕士

光纤模式转换器可以实现光纤中不同横向模式之间的转换,在模式复用光纤通信系统、高阶横模光场产生等方面有着重要而广泛的应用,其常见的实现方案包括基于长周期光纤光栅、机械压力光纤光栅、光子灯笼、光纤模式选择耦合器等。其中光纤... 详细信息

光纤模式转换器可以实现光纤中不同横向模式之间的转换,在模式复用光纤通信系统、高阶横模光场产生等方面有着重要而广泛的应用,其常见的实现方案包括基于长周期光纤光栅、机械压力光纤光栅、光子灯笼、光纤模式选择耦合器等。其中光纤模式选择耦合器具有结构简单、插入损耗小、工作带宽大等优势,引起了人们的广泛关注。本文主要研究熔融拉锥型光纤模式选择耦合器,对其进行了较为深入的理论和实验研究,取得的主要研究成果如下(1)介绍了光纤中的模式的概念、分类和性质等。结合仿真分析讨论了LP01模、LP11模、LP21模和LP02模等线偏振模的光场功率密度分布。利用微扰法推导了耦合模方程,为后续模式选择耦合器的分析和设计奠定了基础(2)推导了计算不同波导之间耦合系数的积分公式,并结合超模理论讨论了基于耦合模理论的模场积分法的准确度。仿真分析了不同类型光纤之间的模式转换,包括单模-双模、单模-四模,讨论了工作波长、纤芯间距等对模式耦合特性的影响。(3)利用RSoft对光纤模式选择耦合器进行建模仿真,分析了光纤中的模式耦合过程中能量的流动。通过合理设计光纤的参数,使单模光纤中的LP01模和少模光纤中的不同高阶模式发生耦合,仿真了基模转换成高阶模式的能量流动过程。(4)分别使用普通单模光纤-自制双模光纤、普通单模光纤-商用四模光纤制作了模式选择耦合器。通过合理的设计,实现了LP01模到LP11模的转换。并测试了其性能参数:在1530nm到1560nm的波长范围内,两种模式选择耦合器均实现了 LP01模向LP11模的有效转换;单模-双模光纤模式选择耦合器的附加损耗从1.9dB降到1.4dB,模式转换效率从为1.2%增加到3.2%;单模-四模光纤模式选择耦合器的附加损耗从2.23dB降到1.68dB,模式转换效率从0.58%增加到2%。

关键词：模分复用模式耦合模式选择耦合器模式转换效率熔融拉锥

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

熔融拉锥工艺参数的优化及其系统实现

中国机械工程 2007年第6期18卷 738-741页

作者：易子馗谢敬华侯玲珑中南大学长沙410083

分析了熔融拉锥过程的关键工艺参数,指出该过程是一个高度非线性、多变量耦合作用的复杂过程。建立了BP人工神经网络模型并通过程序实现了工艺参数的初选。在此基础上构造的知识库和推理机最终实现了人工神经网络和专家系统的结合。通... 详细信息

分析了熔融拉锥过程的关键工艺参数,指出该过程是一个高度非线性、多变量耦合作用的复杂过程。建立了BP人工神经网络模型并通过程序实现了工艺参数的初选。在此基础上构造的知识库和推理机最终实现了人工神经网络和专家系统的结合。通过该专家系统制作的耦合器实验说明,该系统能够较好地完成工艺参数的优化并实现耦合器制作的自动控制。

关键词：熔融拉锥人工神经网络专家系统工艺参数

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

熔融拉锥过程中熔锥形状特性的研究

光通信研究 2012年第6期 49-51页

作者：夏娟诸跃进苏州科技学院江苏苏州215011

为了便于精确控制熔锥光纤的形状,基于理论与实验研究,首先建立了熔融拉锥过程中熔锥光纤的成形模型,分析了熔锥形成的基本原理,并分别对加热区域不变及线性变化两种情况下熔锥形状进行理论分析,确定了加热区域长度、拉锥距离与熔锥过... 详细信息

为了便于精确控制熔锥光纤的形状,基于理论与实验研究,首先建立了熔融拉锥过程中熔锥光纤的成形模型,分析了熔锥形成的基本原理,并分别对加热区域不变及线性变化两种情况下熔锥形状进行理论分析,确定了加热区域长度、拉锥距离与熔锥过渡区形状、锥腰长度及半径的关系,最后给出了一系列熔锥光纤的理论形状和实验得到的实际形状。实验结果表明,熔锥的实际测量值与理论值十分接近,相对误差<3.89%。

关键词：熔锥光纤熔融拉锥熔锥形状

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

熔融拉锥型光子晶体光纤折射率传感器研究

熔融拉锥型光子晶体光纤折射率传感器研究

作者：纪玉申燕山大学

学位级别：硕士

作为一种新型特种光纤，光子晶体光纤（PCF）具有与单模光纤（SMF）完全不同的结构和光波传输特性，特别是在结构设计上的灵活性，为光纤器件的制作和应用开辟了一个新的领域。锥形PCF是一种特殊的光波导传输介质，其改变了常规PCF的内... 详细信息

作为一种新型特种光纤，光子晶体光纤（PCF）具有与单模光纤（SMF）完全不同的结构和光波传输特性，特别是在结构设计上的灵活性，为光纤器件的制作和应用开辟了一个新的领域。锥形PCF是一种特殊的光波导传输介质，其改变了常规PCF的内部结构和传输性能，对于探究PCF相关器件具有潜在的重要意义。本文在较为详细地介绍了近年来锥形PCF的研究现状的基础上，研究了熔融拉锥型PCF传感器制备技术及其传感特性，主要内容包括：首先，介绍锥形PCF研究的必要性及国内外对于锥形PCF理论研究、制备、应用等领域的研究现状;理论研究锥形PCF的基模特性和干涉传感特性，为研究锥形PCF制备及其传感特性奠定基础。其次，研究锥形PCF传感器的制备。实验研究单模光纤与PCF低损耗熔接的最佳条件，采用熔接技术和熔融拉锥技术相结合实现锥形PCF传感器的制作;并研究锥形PCF几何参数与其光学特性的关系。再次，研究锥形PCF的干涉传感特性，通过其对外界不同环境的光谱特性分析，实现不同浓度甘油水溶液、氯化物溶液和温度环境的检测。最后，研究一种间歇冷却熔融拉锥型PCF传感器，采用间歇冷却拉锥技术制作一种高灵敏度锥形PCF传感器，探究其对于不同折射率环境的检测。

关键词：光子晶体光纤熔融拉锥传感特性干涉特性间歇冷却技术