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光电子．激光 2007年第4期18卷 400-403页

作者：李坚宁提纲延凤平简水生北京交通大学光波技术研究所北京100044

基于jones矩阵法,采用以分段保偏光纤(PMF)级联模拟普通单模光纤(SMF)的模型得出的光纤环传输矩阵,对Faraday效应在干涉型光纤陀螺(IFOG)中的影响做了系统的分析,得出可定量分析IFOG由Faraday效应所引起的相位漂移的一般公式。利用此公... 详细信息

基于jones矩阵法,采用以分段保偏光纤(PMF)级联模拟普通单模光纤(SMF)的模型得出的光纤环传输矩阵,对Faraday效应在干涉型光纤陀螺(IFOG)中的影响做了系统的分析,得出可定量分析IFOG由Faraday效应所引起的相位漂移的一般公式。利用此公式,以采用PMF的IFOG为例进行了仿真分析,结果表明,Faraday效应致相位漂移受光纤偏振主轴偏转影响显著。在一定偏转范围内,相位漂移随偏转呈指数增长关系。由此得出,在采用PMF制作IFOG时光纤环与IFOG芯片的熔接过程中对光纤旋转机构的精度要求。

关键词：光纤陀螺(FOG) Faraday效应 jones矩阵法相位漂移

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折叠腔内的偏振效应对绿光输出稳定性的影响

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强激光与粒子束 2003年第2期15卷 137-140页

作者：王鹏飞吕百达四川大学激光物理与化学研究所四川成都610064

将jones矩阵法与耦合波方程结合起来分析折叠腔腔内倍频中的绿光问题。在用jones矩阵法分析折叠镜的偏振效应基础上 ,通过数值求解耦合波方程讨论了这一效应对绿光输出稳定性的影响 ,计算结果与相关实验结果的比较表明 ,合理设计的折叠... 详细信息

将jones矩阵法与耦合波方程结合起来分析折叠腔腔内倍频中的绿光问题。在用jones矩阵法分析折叠镜的偏振效应基础上 ,通过数值求解耦合波方程讨论了这一效应对绿光输出稳定性的影响 ,计算结果与相关实验结果的比较表明 ,合理设计的折叠腔可以比线性腔更有效地抑止绿光波动。

关键词：折叠腔输出稳定性偏振效应腔内倍频激光器绿兴问题耦合波方程 jones矩阵法数值求解

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基于光纤传感水质监测系统的关键技术研究

基于光纤传感水质监测系统的关键技术研究

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作者：田家扬上海师范大学

学位级别：硕士

基于光纤技术的水质检测具有灵敏度高、检测速度快、可实现实时在线监测、分布式和准分布式监测等优点,被广泛用于水质检测传感领域;同时利用光纤水质传感器能够实现多参量无损和无污染监测,便于微型化和智能化,是一种很有前景的水质检... 详细信息

基于光纤技术的水质检测具有灵敏度高、检测速度快、可实现实时在线监测、分布式和准分布式监测等优点,被广泛用于水质检测传感领域;同时利用光纤水质传感器能够实现多参量无损和无污染监测,便于微型化和智能化,是一种很有前景的水质检测传感器。本文着重提出并研究了基于光纤Sagnac环镜的高灵敏度温度传感器和基于级联不同周期、长度的LPFG的折射率传感器的设计、建模、仿真、优化等,详细讨论了各器件参数对传感器的光谱特性的影响。主要创新点及研究内容包括:(1)对基于光纤Sagnac环镜的高灵敏度温度传感器进行了设计研究,通过理论研究导出温度对频谱漂移量的理论计算式,得到基于游标效应的高灵敏度温度传感器的灵敏度为9.80nm/℃,比一阶温度传感器灵敏度1.737nm/℃,增加了约5.64倍,并用Matlab软件进行了仿真验证;(2)提出了一种新型高灵敏度的折射率传感器,通过级联不同参数的两个LPFG组成折射率传感器,进行分析和研究,分析在不同环境折射率参数情况下,研究级联LPFG对灵敏度的影响,在OptiGrating软件平台进行了仿真验证实验,研究获取了LPFG折射率的传感特性仿真结果,对于NaCl溶液,干涉波峰的波长从1690nm漂移到1686nm,折射率灵敏度为90.91nm/RIU。对于蔗糖溶液,当浓度从6%到50%,波长的变化量约为15.2nm,折射率变化为0.0786,折射率灵敏度为193.384nm/RIU。并且在浓度超过50%时,波长的变化非常大,在浓度小于50%时,波长变化较小。这一结论与已知的结果相一致。此折射率传感器具有较高的灵敏度,能够精确的反映出水质浊度变化时的光谱变化。(3)在上述2,3两点的基础上,使用所设计的新型温度传感器和折射率传感器,进而设计了一种基于光纤传感的水质实时检测系统,由于此系统温度和折射率分开测量,因此不存在交叉敏感问题,研究结果表明,该系统可以实现对水质的有效检测。

关键词： LPFG Sagnac环 jones矩阵法 HBF

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基于光纤光栅Sagnac环微波光子滤波器的研究

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作者：王露上海师范大学

学位级别：硕士

随着光通信及光纤传感技术的迅速发展,特别是波分复用(WDM)和密集波分复用(DWDM)系统的广泛应用,梳状光纤滤波器研究一直是光纤通信乃至光电子领域的一个研究热点。光纤Sagnac环本身有滤波特性,具有结构简单、成本低、稳定性好、调谐范... 详细信息

随着光通信及光纤传感技术的迅速发展,特别是波分复用(WDM)和密集波分复用(DWDM)系统的广泛应用,梳状光纤滤波器研究一直是光纤通信乃至光电子领域的一个研究热点。光纤Sagnac环本身有滤波特性,具有结构简单、成本低、稳定性好、调谐范围大等优点。光纤光栅具有可灵活设计的反射光谱带宽、附加损耗小、体积小以及与光纤兼容技术成熟、成本低等特性,被广泛应用于光纤通信和光纤传感的各种滤波或选频等器件中。由光纤光栅和Sagnac环可以构成梳状滤波器,实现各种不同的滤波特性。本文着重提出并研究了一种新型的基于取样光纤光栅的Sagnac环微波光子滤波器和一种新型的基于相移光纤光栅的Sagnac环微波光子滤波器的设计、建模、仿真、优化等,详细讨论了各器件参数对该滤波器的光谱特性的影响。本文主要创新点和研究内容如下:(1)研究了微波光子滤波器的发展,对一般的光纤Sagnac环滤波器进行了理论和数值研究。利用传输矩阵法研究了光纤Sagnac环以及基于均匀光纤光栅的Sagnac环微波光子滤波器的传输特性,并进行MATLAB数值仿真和分析。(2)首先利用jones矩阵法,对取样光纤光栅的反射光谱进行详细的理论研究和数值仿真,在此基础上,提出一种新型的基于取样光纤光栅的Sagnac环微波光子滤波器的设计,建立了理论分析模型,并进行详细的理论推导,利用MATLAB软件进行了相关的数值模拟,着重研究了基于取样光纤光栅的Sagnac环微波光子滤波器的透射光谱特性,以及各种关键器件参数(光纤环臂差、取样周期、折射率调制深度和占空比等)对所设计滤波器的输出光谱的影响。在大量数值模拟的基础上,优化取样光纤光栅的长度L、光纤环臂差DL和取样周期P等关键参数的数值,设计了六种不同的滤波器,它们具有分立谱线、高反射率、等间隔的不同通道数目窄带梳状透射谱,且具有良好的波长选择性和信道隔离度。可以实现16通道的100GHz的DWDM系统和8通道的200GHz的DWDM系统的窄带滤波;可以制成双波长的光纤激光器,用于太赫兹波的产生;能得到单峰的窄带透射谱,可应用于分布式传感系统中。(3)提出了另一种新型的基于相移光纤光栅的Sagnac环微波光子滤波器的设计,建立了理论分析模型,利用jones矩阵法进行理论推导,在MATLAB软件平台上进行数值仿真,着重研究了该滤波器的输出光谱特性,详细分析了一些重要参数如光纤环臂差、相移量的大小、相移的位置和相移的数目等对透射光谱的影响。可以得到关于中心波长Bl近似对称、通道数目和阻带带宽可调节的双峰带通梳状滤波器。

关键词：微波光子滤波器光纤光栅 Sagnac环 jones矩阵法

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LD端面抽运的Nd：YVO4激光器

LD端面抽运的Nd：YVO4激光器

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作者：王娟娟华侨大学

学位级别：硕士

Nd:YVO晶体以其吸收系数大,发射截面大,输出线偏振等优点备受大家的关注。Nd:YVO激光器输出的1342 nm激光波长接近人眼安全区,以及石英光纤的低色散和低损耗区,所以在激光医学、光纤通信、光纤传感定位和中红外参量振荡器的抽运源等领... 详细信息

Nd:YVO晶体以其吸收系数大,发射截面大,输出线偏振等优点备受大家的关注。Nd:YVO激光器输出的1342 nm激光波长接近人眼安全区,以及石英光纤的低色散和低损耗区,所以在激光医学、光纤通信、光纤传感定位和中红外参量振荡器的抽运源等领域有广泛的应用前景;其倍频的671 nm红光对应着彩色全息感光胶层的最大光谱灵敏度,而且可作为Cr:LiSAF等其它激光器的抽运光源。此外,采用KTP、LBO等非线性晶体对LD抽运的Nd:YVO激光器输出的1342 nm和1064 nm激光进行和频,可以得到593 nm黄色激光。在1342 nm激光输出的较高功率LD端面连续抽运Nd:YVO激光器的实验研究中,比较了不同腔长和不同输入镜曲率半径下的激光输出功率,最大斜率效率约为22%。结果表明,小功率抽运时,激光器的输出功率基本随抽运功率线性增加;当抽运功率超过一定值时,斜率效率下降,对于长腔斜率效率下降更为明显,甚至出现输出功率降低。通过对晶体中的激光基模半径和热致衍射损耗的计算得出:高抽运功率下,热效应影响了激光器的输出功率,为了获得最大的激光转换效率,激光晶体内不考虑热效应时的基模半径与抽运激光光束尺寸的比值ω0 /ωp在0.8～0.9之间最佳,而且抽运功率越大,比值越小。理论分析与实验结果基本一致。在LD端面连续抽运的Nd:YVO / KTP折叠腔腔内倍频激光器的实验研究中,比较了不同腔型结构的红光输出功率,并在实验中获得折叠镜的最佳折叠角度为25°,其有效倍频效率为10.8 %。从理论上对三镜折叠腔结构进行优化设计,研究了腔长、输入镜曲率半径和Nd:YVO、KTP晶体的热效应对激光谐振腔的稳定区域和Nd:YVO晶体内激光基模光斑半径的影响;并首次引入研究腔内倍频偏振状态改变的jones矩阵法来分析折叠角度对输出功率的影响,得到最适合的折叠角度,实验结果与理论吻合。从而进一步完善了折叠腔结构的激光器研究。采用简单平凹腔结构实现Nd:YVO / KTP腔内和频输出593 nm黄光。理论上比较了KTP和LBO和频的相位匹配条件,在输出镜对1342 nm激光的反射率为99.7 %时,由双波长振荡条件获得输出镜对1064 nm激光的最佳透射率约为97.3%。在此基础上,当抽运功率为9.1W时,两种激光在谐振腔内的光功率分支比为1.26,从而实现激光运转的增益匹配,获得最大的和频输出。理论与实验基本吻合。

关键词： LD抽运Nd:YVO4激光器 1342 nm激光 KTP腔内倍频 jones矩阵法和频

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