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光纤光栅原理与应用(一)──光纤光栅原理 被引量：44
1
作者 苑立波 FarhadAnsari 《光通信技术》 CSCD 北大核心 1998年第1期70-78,共9页
概述了布拉格光纤光栅原理。
关键词 光纤 布拉格光栅 微扰理论 光纤元件
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光纤耦合模理论及其在光纤布拉格光栅上的应用 被引量：26
2
作者 廖帮全 赵启大 +4 位作者 冯德军 黄勇林 李杰 王跃 董孝义 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第11期1340-1344,共5页
将正确的光纤中的正交关系应用于微扰耦合模理论得到了光纤中的微扰耦合模方程 ;并将其应用于光纤布拉格光栅 ,得到了一种新的耦合模方程。该方程中作为标志性特征的耦合系数与其它理论中的耦合系数都不相同。讨论了方程的解 ,得到了峰... 将正确的光纤中的正交关系应用于微扰耦合模理论得到了光纤中的微扰耦合模方程 ;并将其应用于光纤布拉格光栅 ,得到了一种新的耦合模方程。该方程中作为标志性特征的耦合系数与其它理论中的耦合系数都不相同。讨论了方程的解 ,得到了峰值反射率与布拉格波长、光栅长度之间的简单关系式。用光纤布拉格光栅进行了实验 ,理论和实验结果符合得很好。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 耦合模方程 微扰 光纤通信
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关于微光像增强器的品质因数 被引量：25
3
作者 周立伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期331-337,共7页
20世纪60年代以来,微光夜视像增强器的技术进步一直是以"代"来评价的。通常理解是一代比一代优越。20世纪,在微光夜视像增强器发展的过程中,相继出现60年代的纤维光学面板级联耦合的像增强器(第一代),70年代的微通道板像增强... 20世纪60年代以来,微光夜视像增强器的技术进步一直是以"代"来评价的。通常理解是一代比一代优越。20世纪,在微光夜视像增强器发展的过程中,相继出现60年代的纤维光学面板级联耦合的像增强器(第一代),70年代的微通道板像增强器(第二代)和80年代的GaAs负电子亲和势光阴极像增强器(第三代)。从事夜视技术的科学家们一直在探索新一代或第四代像增强器技术。什么是第四代,在夜视学术界是有争论的。问题在于,像增强器以代来划分,以代来评价,是否合适和全面;评价像增强器的优劣是性能还是技术;以什么表示像增强器的性能更好和更全面;这些问题引起了夜视学术界的深思。文中阐述了微光像增强器总体性能应以品质因数而不是代的概念进行评价。 展开更多
关键词 微光夜视 像增强器 纤维光学级联耦合像增强器 微通道板像增强器 GaAs负电子亲和势光阴极像增强器 品质因数
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自聚焦透镜在光纤准直器中的应用分析 被引量：19
4
作者 朱少丽 徐秋霜 刘德森 《西南师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期379-382,共4页
分析了自聚焦透镜在光无源器件———光纤准直器中的应用,讨论了自聚焦透镜和光纤之间的耦合及光纤准直器之间的耦合,计算并测量了光纤准直器的损耗,提出了改进办法.
关键词 自聚焦透镜 光纤准直器 耦合 损耗
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捕捉失步断面的实现方案及其仿真 被引量：18
5
作者 高鹏 王建全 +2 位作者 周文平 袁洪 奚汉江 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2005年第12期38-43,共6页
目前国内外的失步解列装置基本上是基于装置安装处的本地电气量去判断系统的失步特征,因而难以确定失步中心真正所在的失步断面联络线。系统失步后,周期积分无功总是倾向于流入失步中心所在的断面之中。随着光纤通信系统在现代电网中的... 目前国内外的失步解列装置基本上是基于装置安装处的本地电气量去判断系统的失步特征,因而难以确定失步中心真正所在的失步断面联络线。系统失步后,周期积分无功总是倾向于流入失步中心所在的断面之中。随着光纤通信系统在现代电网中的广泛应用,文中提出了一种基于光纤互(纵)联,通过对系统双(多)端电气量的测量去寻找失步断面的新型失步解列方案。该方案通过对联络线双端电气量的采集,计算出发生有功过零的联络线上有功过零两次期间的瞬时无功积分值,并基于光纤通信系统寻找到联络线上计算出的无功积分值呈现出由两端流入的联络线即为失步断面联络线。通过对全网解列装置的振荡周期次数动作整定值的统一,实现同时断开失步机群间的电气联系,从而平息失步系统的振荡,防止事故扩大。该方案易于在工程中应用,可实现合理与有计划的解列。基于仿真研究验证了该方案的有效可实现性和优越性。 展开更多
关键词 实现方案 失步 失步断面 失步中心
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长周期光纤光栅模式与耦合的研究 被引量：15
6
作者 何万迅 施文康 +2 位作者 叶爱伦 高侃 方祖捷 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期302-306,共5页
长周期光纤光栅是在光纤纤芯中沿轴向形成折射率周期性调制的带阻型光纤器件。与光纤布拉格光栅不同 ,它表现为前向传播的纤芯基模与同向传播的各阶次包层模式在特定波长的耦合。研究了纤芯基模、包层模式(HE1l/EH1l)及其有效折射率随... 长周期光纤光栅是在光纤纤芯中沿轴向形成折射率周期性调制的带阻型光纤器件。与光纤布拉格光栅不同 ,它表现为前向传播的纤芯基模与同向传播的各阶次包层模式在特定波长的耦合。研究了纤芯基模、包层模式(HE1l/EH1l)及其有效折射率随波长的变化 ,研究了纤芯基模与包层模式 (HE1l/EH1l)的耦合系数。研究表明 ,纤芯基模与一阶低次包层模式的有效折射率随波长增大而减小 ,纤芯基模与HE1l产生的耦合系数远大于与EH1l的耦合系数 ,并且包层模式次数较低时 ,耦合系数随次数的升高而增加。这与以前的研究结果有所不同。 展开更多
关键词 纤维光学 长周期光纤光栅 模式耦合 有效拆射率 耦合系数
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锥形光纤间的耦合特性 被引量：15
7
作者 薛春荣 祝生祥 肖志刚 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期803-805,共3页
将通信光纤的末端拉制成锥形 ,利用光信号在光纤锥形区特有的传输和耦合特性 ,实现了光纤的耦合、连接和分束 用耦合模理论分析了锥形光纤间的传输和耦合性质 。
关键词 锥形光纤 光纤传输 光纤耦合 光纤分束
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高功率阵列半导体激光器的光纤耦合输出 被引量：13
8
作者 薄报学 曲轶 +3 位作者 高欣 王玲 宋晓伟 高鼎三 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期468-470,共3页
采用柱透镜对 10单元阵列半导体激光器的输出光束进行了有效收集和预准直及与多模光纤之间的耦合实验。激光器采用 80 8nm波长、15 0 μm条宽的发射单元 ,周期为 10 0 0 μm,与 2 0 0 μm芯径平端光纤阵列的耦合效率高达 75 % ,光纤输... 采用柱透镜对 10单元阵列半导体激光器的输出光束进行了有效收集和预准直及与多模光纤之间的耦合实验。激光器采用 80 8nm波长、15 0 μm条宽的发射单元 ,周期为 10 0 0 μm,与 2 0 0 μm芯径平端光纤阵列的耦合效率高达 75 % ,光纤输出功率 7.5 W。分析了影响耦合效率的主要因素。 展开更多
关键词 高功率阵列 光纤耦合 半导体激光器
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光纤耦合效率与接收光强计算研究 被引量：13
9
作者 王宇华 李志华 +1 位作者 段发阶 叶声华 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期42-44,58,共4页
由于用近似方法计算出的光纤耦合效率和接收光功率与实验测量之间存在差异,有必要探讨更准确的计算方法以满足应用的需要。通过对径向变量的积分,导出了在高斯光强分布下对接收光纤端面进行面积分计算的一元积分式,从而可以快速准确地... 由于用近似方法计算出的光纤耦合效率和接收光功率与实验测量之间存在差异,有必要探讨更准确的计算方法以满足应用的需要。通过对径向变量的积分,导出了在高斯光强分布下对接收光纤端面进行面积分计算的一元积分式,从而可以快速准确地对光纤的耦合效率和接收光功率进行数值计算。对62.5/125多模光纤的耦合效率和接收光功率进行的数值计算和实验测量说明,光纤的耦合效率只有用准确的数值计算才能给出与实际相符合的计算结果。使用芯径较大的接收光纤测量出射光束的近场光强分布时,光纤接收光强分布较光束的光强分布有较大的展宽,其相对误差甚至可达60%。 展开更多
关键词 光纤耦合 光纤传感器 耦合效率 接收光强 高斯光束
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不同包层直径的倾斜光纤光栅折射率传感特性 被引量：16
10
作者 苗银萍 刘波 赵启大 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期2072-2076,共5页
倾斜光纤光栅的透射谱中有纤芯模和大量的包层模,它们具有与布拉格光栅相同的温度特性。利用HF酸腐蚀的方法得到具有不同包层直径的倾斜光纤光栅,研究了其对外界折射率的传感特性。结果表明,外界环境折射率在1.333～1.4532之间变化时,... 倾斜光纤光栅的透射谱中有纤芯模和大量的包层模,它们具有与布拉格光栅相同的温度特性。利用HF酸腐蚀的方法得到具有不同包层直径的倾斜光纤光栅,研究了其对外界折射率的传感特性。结果表明,外界环境折射率在1.333～1.4532之间变化时,同一直径倾斜光纤光栅的高阶包层模的敏感性要比低阶包层模强;随着包层直径的减小,包层模的敏感性增强,且在折射率比较高的环境中有更高的敏感性。因此,利用倾斜光纤光栅的温度特性不仅可以解决温度交叉敏感问题,而且通过不同的腐蚀程度能定制所需要的灵敏度,以实现对环境折射率的高灵敏度测量。该方法可应用于对生物和化学等高灵敏度传感领域的各种溶液进行实时监控。 展开更多
关键词 光纤传感 折射率传感 包层模耦合 倾斜光纤光栅
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光纤混沌双向保密通信系统研究 被引量：16
11
作者 颜森林 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期266-270,共5页
本文提出光纤混沌双向保密通信设想 ,通过耦合光注入半导体激光器激光混沌全光耦合反馈同步系统和光纤传输信道 ,建立了光纤混沌双向通信系统模型 ,数值实现了该系统在长距离光纤传输中的同步 ,详细地分析了系统同步时间随光纤传输长度... 本文提出光纤混沌双向保密通信设想 ,通过耦合光注入半导体激光器激光混沌全光耦合反馈同步系统和光纤传输信道 ,建立了光纤混沌双向通信系统模型 ,数值实现了该系统在长距离光纤传输中的同步 ,详细地分析了系统同步时间随光纤传输长度的关系 .证明了光纤的交叉相位调制是限制激光混沌在光纤传输中同步的主要原因 ,导出了系统传输的非线性相移 .数值模拟了具有正弦调制信号的调制频率 0 .5GHz混沌模拟通信和数字信号调制速率0 .4Gbit/s以及 2 0Gbit/s的混沌数字通信以及调制速率 0 .0 5Gbit/s混沌键控通信的应用 ,计算出光纤混沌数字通信速率和同步误差等关系 ,还特别分析了系统解码特性和调制带宽 ,表明系统具有非常好的保密性能和具有高速率通信的能力 .光纤混沌双向保密通信是可以实现的 . 展开更多
关键词 光纤 混沌 同步 保密通信
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串联双环光微谐振器的滤波特性 被引量：14
12
作者 杨建义 江晓清 王明华 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期1191-1195,共5页
详细研究了串联双环光微谐振器的光带通滤波特性 ,给出了其通带带宽的公式 ,分析了出 /入环光耦合系数和环间光耦合系数对通带特性的影响 ,计算并特别强调了滤波通带的结构特点 。
关键词 串联双环光微谐振器 滤波特性 光带通 通带 带宽 出/入环光耦合系数 环间光耦合系数 光波导
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钢管混凝土拱桥健康监测的光纤传感研究 被引量：13
13
作者 丁睿 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第11期69-74,共6页
基于光时域反射技术,研究了钢管混凝土健康监测的分布式光纤传感技术。提出光纤优化组合,实现了不同类型光纤的优势互补;采用大型工程机械进行了泵送混凝土的流动冲击仿真试验,确定了光纤在钢管内的埋设、定位、保护工艺;提出力-光本构... 基于光时域反射技术,研究了钢管混凝土健康监测的分布式光纤传感技术。提出光纤优化组合,实现了不同类型光纤的优势互补;采用大型工程机械进行了泵送混凝土的流动冲击仿真试验,确定了光纤在钢管内的埋设、定位、保护工艺;提出力-光本构关系概念,构建全自动力-光耦合试验系统,进行了脱空-裂缝传感试验和大比尺预应变钢管混凝土界面脱空仿真试验,建立了力-光本构关系,确定了光纤传感监测系统的传感性能(动态范围:4.8mm,定位精度:0.2m),并研究了实际工程脱空-裂缝的定量算法。在首次布设光纤传感监测系统的拱桥工程中,国内外首次检测到拱顶区域大面积脱空,并确定了脱空值为2鶫3mm、腔空位置及范围,并实现了对脱空发生发展的跟踪检测。 展开更多
关键词 钢管混凝土 微弯 交界面脱空 传感光纤 耦合 定位 脱空值
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基于耦合锥结构的光纤光栅超声波传感器及其无损检测研究 被引量：14
14
作者 史镜名 郑狄 +1 位作者 潘炜 邹喜华 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期45-50,共6页
提出一种基于耦合锥结构的光纤光栅超声波传感器,对超声波耦合锥的结构进行数值仿真及优化,分析了光纤光栅长度对超声波探测性能的影响。在此基础上,将所设计的超声波传感器与光谱边带滤波解调技术相结合,用于识别6061型铝合金板中的缺... 提出一种基于耦合锥结构的光纤光栅超声波传感器,对超声波耦合锥的结构进行数值仿真及优化,分析了光纤光栅长度对超声波探测性能的影响。在此基础上,将所设计的超声波传感器与光谱边带滤波解调技术相结合,用于识别6061型铝合金板中的缺陷。结果表明:所设计的超声波传感器能有效探测铝合金板中传输的兰姆波,通过分析兰姆波时域信号和S0模式幅值的变化量,可以准确判决铝合金板中有无圆孔缺陷及缺陷大小,同时证明所设计超声波传感器具有测量灵敏度高、布置位置灵活可调、可重复利用的优点,在结构体损伤识别等领域具有潜在的应用价值。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤传感器 耦合锥 无损检测 兰姆波
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空间激光与单模光纤和光子晶体光纤的耦合效率 被引量：13
15
作者 陈雪坤 张璐 吴志勇 《中国光学》 EI CAS 2013年第2期208-215,共8页
为了设计最优光纤耦合系统,利用高斯模场近似单模阶跃光纤的模场和大模面积光子晶体光纤的模场,推导出了理想情况下空间激光与这两种光纤的耦合效率解析表达式以及光纤端面相对于耦合系统存在横向偏移和端面倾斜时的耦合效率解析表达式... 为了设计最优光纤耦合系统,利用高斯模场近似单模阶跃光纤的模场和大模面积光子晶体光纤的模场,推导出了理想情况下空间激光与这两种光纤的耦合效率解析表达式以及光纤端面相对于耦合系统存在横向偏移和端面倾斜时的耦合效率解析表达式。基于上述理论表达式计算了空间激光与光纤的耦合效率,并通过实验验证了此理论表达式的有效性。理论计算和实验均证实了单模阶跃光纤对于横向偏移更敏感,当横向偏移量等于单模光纤的纤芯半径时所对应的耦合效率只有20.25%,为理论最大值的1/4;而大模面积光子晶体光纤对于端面倾斜更加敏感,当端面倾斜2°时对应的耦合效率只有40.5%,为理论最大值的1/2。所提出理论表达式和实验方法完全可以为设计光纤耦合系统提供准确的参数。 展开更多
关键词 单模光纤 光子晶体光纤 空间激光 光纤耦合 耦合效率 横向偏移 端面倾斜
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紫外LED光纤耦合长程DOAS系统监测大气SO_2和O_3的研究 被引量：13
16
作者 郑尼娜 谢品华 +5 位作者 凌六一 秦敏 陈嘉乐 江宇 刘文清 刘建国 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期44-52,共9页
介绍了一种基于发光二极管(LED)的光纤耦合长程差分吸收光谱(LP-DOAS)系统,用于测量大气中的SO2和O3。根据SO2和O3所在的吸收波段,选择了两种不同波长的紫外LED作为系统光源。当吸收光程为700m时,SO2和O3的探测限分别为0.8×10-9和7... 介绍了一种基于发光二极管(LED)的光纤耦合长程差分吸收光谱(LP-DOAS)系统,用于测量大气中的SO2和O3。根据SO2和O3所在的吸收波段,选择了两种不同波长的紫外LED作为系统光源。当吸收光程为700m时,SO2和O3的探测限分别为0.8×10-9和7.4×10-9。将该系统测量结果与传统基于氙灯LP-DOAS的测量结果进行了对比,结果显示两者具有较好的一致性,测量SO2和O3的相关性分别为0.987和0.992。测量结果表明,通过光纤耦合方式来提高光源耦合效率后,采用以LED为光源的LP-DOAS系统来探测紫外波段的气体吸收是切实可行的。 展开更多
关键词 大气光学 紫外LED 光纤耦合 差分吸收光谱 SO2 O3测量
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一种实现空间光—单模光纤的自动耦合方法 被引量：10
17
作者 高皓 杨华军 向劲松 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期126-129,共4页
精确定位耦合光斑在光纤端面上的位置是空间光与单模光纤耦合技术的关键。提出由压电陶瓷、控制器、驱动器、光电探测器、耦合透镜及反射镜组成闭环控制系统,使用光栅式扫描初步确定最佳耦合位置后再用五点跟踪法结合一维平动精确定位... 精确定位耦合光斑在光纤端面上的位置是空间光与单模光纤耦合技术的关键。提出由压电陶瓷、控制器、驱动器、光电探测器、耦合透镜及反射镜组成闭环控制系统,使用光栅式扫描初步确定最佳耦合位置后再用五点跟踪法结合一维平动精确定位实现自动耦合。推导出扫描所需步长和时间,详细阐述了光栅式扫描和五点跟踪法原理。实验结果表明,该方法可以在较短时间内根据耦合入光纤的光功率大小自动搜寻到最佳位置,获得59.2%的最大耦合效率,能校正由地表震动、气流扰动等低频干扰造成的数值偏差保持较高的耦合效率。 展开更多
关键词 空间光 单模光纤 光栅扫描 光纤耦合
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基于端面镀膜的Fabry-Perot光纤传感器研究 被引量：9
18
作者 黄民双 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期12-14,共3页
应用模式耦合理论计算了外腔式Fabry-Perot(F-P)干涉型光纤传感器的输出光强与F-P 腔长的关系。对组成F-P 腔的光纤端面进行了磨平抛光及镀多层电介质膜处理,使光纤端面反射率为70%,从而提高了传感器的抗干扰能力,简化了探测系统。将该... 应用模式耦合理论计算了外腔式Fabry-Perot(F-P)干涉型光纤传感器的输出光强与F-P 腔长的关系。对组成F-P 腔的光纤端面进行了磨平抛光及镀多层电介质膜处理,使光纤端面反射率为70%,从而提高了传感器的抗干扰能力,简化了探测系统。将该传感器与电阻应变片作对比测量实验,其结果完全一致。 展开更多
关键词 光纤传感器 法布里-珀罗干涉 模式耦合理论 电介质薄膜 端面镀膜
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超结构光纤Bragg光栅制作模型及其耦合模理论 被引量：1
19
作者 吕且妮 罗文国 +2 位作者 葛宝臻 张以谟 贺家李 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第9期926-929,共4页
从衍射光学角度出发 ,分析了超结构光纤 Bragg光栅 (SFBG)的制作理论模型 ;进而采用理想模展开的耦合模理论对 SFBG的模场分布进行了分析 ,给出了 SFBG的耦合模方程 。
关键词 超结构光纤Bragg光栅 SFBG 光纤BRAGG光栅 FBG 耦合模理论
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基于ZEMAX高功率半导体激光器光纤耦合设计 被引量：11
20
作者 周泽鹏 薄报学 +4 位作者 高欣 王文 许留洋 王云华 周路 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1208-1212,共5页
随着半导体激光器光源在激光加工领域的应用不断拓展,研制高耦合效率的半导体激光器光纤耦合模块变得十分重要。为了进一步提高光纤耦合激光二极管模块的输出功率,本文应用ZEMAX光学设计软件进行仿真模拟,将12只波长为808 nm、输出功率... 随着半导体激光器光源在激光加工领域的应用不断拓展,研制高耦合效率的半导体激光器光纤耦合模块变得十分重要。为了进一步提高光纤耦合激光二极管模块的输出功率,本文应用ZEMAX光学设计软件进行仿真模拟,将12只波长为808 nm、输出功率为10 W的单管半导体激光器通过合束方法高效率耦合进光纤。耦合光纤芯径为150μm、数值孔径为0.22,光纤输出功率为116.2 W,耦合效率为96.8%。 展开更多
关键词 半导体激光器 ZEMAX 高效率 高功率 光纤耦合
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