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电磁场与电磁波演示实验设计的探索与实践
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作者 王子潇 卫延 邵小桃 《中国现代教育装备》 2023年第11期63-66,共4页
演示实验能够活跃课堂氛围,有助于学生更好地学习电磁场与电磁波的理论知识。但是不少专业的实验仪器成本高昂、不易携带,开展课堂演示实验难度较大。针对上述问题提出了三个电磁场与电磁波演示实验的设计方案,并对实验操作细节进行了... 演示实验能够活跃课堂氛围,有助于学生更好地学习电磁场与电磁波的理论知识。但是不少专业的实验仪器成本高昂、不易携带,开展课堂演示实验难度较大。针对上述问题提出了三个电磁场与电磁波演示实验的设计方案,并对实验操作细节进行了讨论。实验取材于生活中常见物件,实验开展门槛低,贴近生活,能够有效提升学生的学习兴趣。 展开更多
关键词 电磁场与电磁波 演示教学 实验设计
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∝型平坦展宽频谱可调全光时延线 被引量:3
2
作者 曹继红 陈伟 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1827-1833,共7页
根据全光网交换和高速时分复用技术对时延调节的需求,提出一种新的基于光纤非线性效应的∝型全光再生可调时延线。该时延线由小段高非线性光纤、色散补偿光纤、光纤光栅滤波器和光纤放大器等构成;利用自相位调制、小量群速度色散效应、... 根据全光网交换和高速时分复用技术对时延调节的需求,提出一种新的基于光纤非线性效应的∝型全光再生可调时延线。该时延线由小段高非线性光纤、色散补偿光纤、光纤光栅滤波器和光纤放大器等构成;利用自相位调制、小量群速度色散效应、以及光波分裂效应获得携带近似线性时延的平坦化展宽光谱,并在波长可调谐光纤光栅的配合下实现时延控制,同时具有对工作波长进行适当变换的功能。单皮秒脉冲演变数值分析显示其在10nm的波长范围内的调节量可达300ps以上,在40Gbps脉冲序列仿真传输实验中Q值可达23.6。仿真实验结果表明:设计的时延线在保证输出脉冲质量仍然良好(比特误差率(BER)10-12)的情况下获得了较大的时延调节量,能满足全光网和高速时分复用系统的需求。 展开更多
关键词 全光时延线 可调时延线 光纤非线性效应 频谱展宽 色散 全光网交换 时分复用
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基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤波器的特性分析 被引量:1
3
作者 刘超 裴丽 +3 位作者 吴良英 王一群 翁思俊 余少伟 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第17期147-153,共7页
本文提出了一种基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤波器,与普通光纤布拉格光栅型全光纤声光可调谐滤波器相比,该滤波器能够对光纤叠栅的两个中心波长进行同步调制.理论分析了声波频率和声致应变幅度对基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤... 本文提出了一种基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤波器,与普通光纤布拉格光栅型全光纤声光可调谐滤波器相比,该滤波器能够对光纤叠栅的两个中心波长进行同步调制.理论分析了声波频率和声致应变幅度对基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤波器的传输光谱的影响,结果表明,各阶次反射峰分别以两个主反射峰为中心呈对称关系,且主反射峰与其所调制出的次反射峰之间的波长间隔与声波频率成正比,而两个主反射峰所调制出的同阶次反射峰之间的波长间隔与声波频率无关;声致应变幅度主要影响主反射峰及次反射峰的反射率的变化.实验中,分别测试声波频率为390 kHz和710 kHz的基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤波器的传输光谱,实验结果的变化趋势与仿真分析结果相一致. 展开更多
关键词 光纤叠栅 声光调制 传输特性
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瓦斯监测层次型无线传感器网络拓扑控制机制 被引量:6
4
作者 牛春雷 杨维 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2009年第9期100-103,共4页
为改善煤矿瓦斯监测能力,提出并实现了基于Z igBee协议的层次型无线传感器网络的拓扑控制机制。层次型网络拓扑结构的建立过程包括上层骨干网的建立和下层基础网的建立,其中上层骨干网络的建立又包括协调器建网和簇首节点入网2个过程。... 为改善煤矿瓦斯监测能力,提出并实现了基于Z igBee协议的层次型无线传感器网络的拓扑控制机制。层次型网络拓扑结构的建立过程包括上层骨干网的建立和下层基础网的建立,其中上层骨干网络的建立又包括协调器建网和簇首节点入网2个过程。设计了网络节点的地址分配策略,分配过程包括协调器给簇首节点分配地址和簇首节点给端节点分配地址。针对网络运行过程中可能出现的网络拓扑结构变化问题,如端节点离开或加入网络,设计了相应的处理机制。实验室和煤矿现场试验结果都表明所提出的拓扑控制机制能顺利生成网络,且能对出现的一些拓扑结构变化进行相应的处理。 展开更多
关键词 无线传感器网络 拓扑 地址分配 煤矿
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移动通信终端小型宽频带PIFA天线研究 被引量:6
5
作者 张兴宇 王均宏 《微波学报》 CSCD 北大核心 2009年第1期42-45,59,共5页
针对移动和无线通信终端小型化、宽频带以及多系统融合的趋势,提出了一种实用的小型化宽频带内置式平面倒F型天线。商用电磁仿真软件计算结果表明,该天线在1.67~4.05GHz频段范围内回波损耗小于-10dB,相对带宽达到83%,超出现有的同类天... 针对移动和无线通信终端小型化、宽频带以及多系统融合的趋势,提出了一种实用的小型化宽频带内置式平面倒F型天线。商用电磁仿真软件计算结果表明,该天线在1.67~4.05GHz频段范围内回波损耗小于-10dB,相对带宽达到83%,超出现有的同类天线,可同时覆盖DCS1800、PCS1900、WCDMA、UMTS、WiBro、WLAN和DMB等多种移动通信系统的频段。同时,该天线自由空间辐射方向性图和增益也都满足无线通信终端的要求。此外,实际制作了天线并进行了测试,测试结果与仿真结果吻合较好。 展开更多
关键词 小型化 宽频带 平面倒F天线 移动通信终端
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160Gbps光通信系统中光纤准直器的基准插入损耗与功率代价研究 被引量:1
6
作者 梁骁 刘昱 +3 位作者 李唐军 王目光 梁林俊 简水生 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1-6,共6页
在几何光学和高斯光束传输理论的基础上,运用矩阵光学原理与高斯光束耦合理论,分析了基于自聚焦透镜光纤准直器引入高速光通信系统的基本插入损耗、回波损耗等特性,并采用光纤衰减基准测试方法对理论计算进行了实验验证.在160 Gbps光通... 在几何光学和高斯光束传输理论的基础上,运用矩阵光学原理与高斯光束耦合理论,分析了基于自聚焦透镜光纤准直器引入高速光通信系统的基本插入损耗、回波损耗等特性,并采用光纤衰减基准测试方法对理论计算进行了实验验证.在160 Gbps光通信系统中分析了该器件对系统传输性能的影响,对误码率曲线进行了测试对比,讨论了光纤准直器增大系统功率代价的原因. 展开更多
关键词 光通信系统 自聚焦透镜 光纤准直器 插入损耗 回波损耗 功率代价
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电吸收调制器及其在现代光子技术中的应用(本期优秀论文) 被引量:2
7
作者 贾丽敏 陈根祥 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2007年第10期41-44,共4页
对EAM在超短光脉冲产生、全光信息处理(3R)、光时分复用(OTDM)和波长转换等下一代全光通信网中的若干重要应用进行了分析和论述,同时介绍了目前国际上在相关领域研究的进展情况。
关键词 电吸收调制器 交叉吸收调制 光时分复用 波长变换
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反向泵浦光纤拉曼放大器的实现与传输实验 被引量:1
8
作者 张继来 《光通信研究》 北大核心 2008年第2期68-70,共3页
文章设计并实现了C+L波段4泵浦光纤拉曼放大器(FRA),讨论了泵浦驱动电路的设计及掺铒光纤放大器(EDFA)与FRA 150 km混合传输的传输性能。实验结果表明,驱动电路可以稳定可靠地工作,当拉曼放大器的增益<5 dB时,信号的误码性能不会得... 文章设计并实现了C+L波段4泵浦光纤拉曼放大器(FRA),讨论了泵浦驱动电路的设计及掺铒光纤放大器(EDFA)与FRA 150 km混合传输的传输性能。实验结果表明,驱动电路可以稳定可靠地工作,当拉曼放大器的增益<5 dB时,信号的误码性能不会得到显著提高。实验结果可为EDFA与FRA混合传输系统中增益的配置提供参考。 展开更多
关键词 光纤拉曼放大器 掺铒光纤放大器 功率代价
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集成光子储备池的可调谐光滤波器
9
作者 李文璐 裴丽 +5 位作者 白冰 左晓燕 王建帅 郑晶晶 李晶 宁提纲 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期262-272,共11页
为了适应滤波、波分复用等不同的应用场景,光子滤波器需要具备可调谐以及滤波形状可变的功能。提出一种集成光子储备池结构的新型可调谐光滤波器。该结构由输入层、储层、读出层三部分组成,输入层由2×1多模干涉仪组成,储层由定向... 为了适应滤波、波分复用等不同的应用场景,光子滤波器需要具备可调谐以及滤波形状可变的功能。提出一种集成光子储备池结构的新型可调谐光滤波器。该结构由输入层、储层、读出层三部分组成,输入层由2×1多模干涉仪组成,储层由定向耦合器以及波导组成,按螺旋拓扑规律相互连接组成梅花型网格,匹配粒子群寻优算法进行全光域训练,利用读出层的热光调制器和相移器对光信号的幅度和相位进行调整,实现无限冲激响应型与有限冲激响应型可调谐光滤波器。以无限冲激响应型光滤波器仿真结果为例,分析其自由光谱范围与储层中波导长度的关系,以及定向耦合器分光比对透射端透过率的影响。通过设置储层中波导的相位在0~3/2π范围内变化,实现了光滤波器中心波长在一个自由光谱范围(1.18 nm)内的连续可调。该滤波器采用集成光子储备池与粒子群算法结合方案设计,无需考虑储层光网络传输路径的权重配置,仅对读出层权重进行训练,大大简化了网络训练过程。同时,该滤波器具有尺寸小、功耗低、灵活性高、算法可控滤波参数的优势,广泛应用于集成微波光子学和光通信领域中。 展开更多
关键词 集成光学 可调谐光滤波器 光子储备池 粒子群算法
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载波频率漂移对相位生成载波解调结果的影响分析 被引量:7
10
作者 马林 刘艳 +2 位作者 李阳 刘志波 简水生 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期34-37,共4页
从载波相位调制解调原理出发,理论分析了载波频率漂移对解调结果的影响.通过对解调公式的推导及分析,给出了频率漂移对解调结果影响的公式.结果表明,当混频基频信号的频率与载波频率存在微小频差时,解调结果将出现低频调制,严重影响解... 从载波相位调制解调原理出发,理论分析了载波频率漂移对解调结果的影响.通过对解调公式的推导及分析,给出了频率漂移对解调结果影响的公式.结果表明,当混频基频信号的频率与载波频率存在微小频差时,解调结果将出现低频调制,严重影响解调效果;仿真及实验验证结果与理论分析完全吻合. 展开更多
关键词 相位生成载波 频率漂移 干涉仪 光纤传感器
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大长度高精度侧面研磨光纤关键技术及应用 被引量:6
11
作者 裴丽 赵瑞峰 +2 位作者 宁提纲 祁春慧 李晶 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期86-90,96,共6页
自主研制了光纤轴向研磨厚度精确控制装置和电弧放电光纤研磨截面高精度抛光装置。通过高精度压电陶瓷PZT调节光纤侧面的研磨厚度,研磨精度达0.01μm。通过定位传感器控制光纤的研磨长度,可实现长度大于100mm的光纤侧面研磨。采用低热... 自主研制了光纤轴向研磨厚度精确控制装置和电弧放电光纤研磨截面高精度抛光装置。通过高精度压电陶瓷PZT调节光纤侧面的研磨厚度,研磨精度达0.01μm。通过定位传感器控制光纤的研磨长度,可实现长度大于100mm的光纤侧面研磨。采用低热膨胀系数微晶玻璃作为研磨块,大大降低研磨损耗。微晶玻璃上刻制多个V型槽,可实现多光纤同时轴向研磨,极大地提高了光纤研磨效率。利用电弧放电所产生的高温将研磨光纤的表面进行熔化,从而有效消除研磨光纤表面的粗糙度,抑制微裂纹或凹坑造成的较大损耗。利用上述装置,可精确控制光纤侧面研磨厚度,为高精度双折射可控保偏光纤光栅、基于光纤光栅辅助耦合波分复用(WDM)下话路器等光器件的研究奠定了基础。 展开更多
关键词 光通信 光纤侧面研磨抛光 保偏光纤光栅 WDM下话路
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基于模场自积增强检测的光纤声光旋转传感器 被引量:9
12
作者 刘昱 任国斌 +3 位作者 靳文星 吴越 杨宇光 简水生 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期142-151,共10页
介绍了一种应变不敏感的基于模场自积增强检测的光纤声光旋转传感器.通过调节加载到光纤声致光栅上的微波频率能使双模光纤输出高纯度LP_(11)模式.采用自积增强算法显著提高传感分辨比例,改善探测速度,实现对环境旋转角度变化的动态监测... 介绍了一种应变不敏感的基于模场自积增强检测的光纤声光旋转传感器.通过调节加载到光纤声致光栅上的微波频率能使双模光纤输出高纯度LP_(11)模式.采用自积增强算法显著提高传感分辨比例,改善探测速度,实现对环境旋转角度变化的动态监测.传感器在0°—180°的测量范围内,角度最大测量误差范围小于11%;在轴向应变为100—1500με之间对应变不敏感. 展开更多
关键词 光纤传感 声光 光学模场 旋转角度
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基于偏振调制的最优接收灵敏度的ROF链路研究(英文) 被引量:4
13
作者 李晶 宁提纲 +4 位作者 裴丽 简伟 郑晶晶 油海东 温晓东 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期158-163,共6页
提出了一个基于偏振调制的最佳接收灵敏度ROF链路系统。其根本原理在于实现具有最佳光载波边带比(OCSR)的光单边带调制技术,为此,利用偏振调制和滤波技术,线偏光首先经由一个特定偏振角α进入偏振调制器,然后一个固定起偏角β的起偏器... 提出了一个基于偏振调制的最佳接收灵敏度ROF链路系统。其根本原理在于实现具有最佳光载波边带比(OCSR)的光单边带调制技术,为此,利用偏振调制和滤波技术,线偏光首先经由一个特定偏振角α进入偏振调制器,然后一个固定起偏角β的起偏器被用来合并偏振信息,最后利用一个光滤波器实现光双边带调制到光单边带调制的转换。研究发现所获得的OCSR只与两个偏振角(α和β)有关,通过仔细调节上述指标,可以将OCSR调谐至最佳值0 d B。利用仿真验证了上述结论,仿真发现通过将OCSR调谐至最佳值将大大提高ROF链路的接收灵敏度。 展开更多
关键词 微波光子 微波光子链路 接收灵敏度 光单边带调制 光载波边带比
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双光束干涉型光纤传感器灵敏度与精度受光源谱分布特性的影响分析 被引量:4
14
作者 陶沛琳 延凤平 +4 位作者 尹国路 任文华 刘艳 谭中伟 简水生 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期501-505,共5页
基于对双光束干涉型光纤传感器原理的分析,针对洛仑兹、高斯、矩形3种典型光源谱分布,通过对谱分布线宽与光电管接收端功率谱密度之间关系的定量分析,讨论了3种典型光源谱分布特性对传感器灵敏度的影响。假设光场为稳态、遍历随机过程,... 基于对双光束干涉型光纤传感器原理的分析,针对洛仑兹、高斯、矩形3种典型光源谱分布,通过对谱分布线宽与光电管接收端功率谱密度之间关系的定量分析,讨论了3种典型光源谱分布特性对传感器灵敏度的影响。假设光场为稳态、遍历随机过程,定量分析了光源谱线宽与接收端相位改变量之间的关系,对比了3种光源谱特性对于传感器精度的影响。结果表明:当时延小于阈值时,采用洛仑兹光源谱的传感器灵敏度最大;当时延大于阈值时,采用矩形光源谱的传感器灵敏度随时延呈周期振荡变化。同时,3种光源谱分布下,洛仑兹光源谱分布线宽对传感器精度的影响最大,矩形光源谱分布线宽对传感器精度的影响最小。 展开更多
关键词 光源谱分布 光纤传感器 灵敏度 精度
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基于光纤拉锥及相位调制的可切换多波长掺铒光纤激光器(英文) 被引量:3
15
作者 林桢 任国斌 +3 位作者 郑斯文 朱博枫 彭万敬 简水生 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期3262-3268,共7页
研究了一种全光纤可切换多波长掺铒光纤激光器。该激光器利用一段缠绕在压电陶瓷上的单模光纤作为正弦相位调制器以及基于光纤拉锥的马赫-曾德尔干涉仪作为梳状滤波器,抑制由于掺铒光纤的均匀展宽效应引起的模式竞争,从而避免了在室温... 研究了一种全光纤可切换多波长掺铒光纤激光器。该激光器利用一段缠绕在压电陶瓷上的单模光纤作为正弦相位调制器以及基于光纤拉锥的马赫-曾德尔干涉仪作为梳状滤波器,抑制由于掺铒光纤的均匀展宽效应引起的模式竞争,从而避免了在室温下不稳定的单波长激射,实现了多波长掺铒光纤激光器的稳定输出。实验中观察到稳定的5个波长的同时激射,相邻波长间隔为0.804 nm。信噪比大于40 dB,3 dB带宽约为0.023 nm,中心5个波长输出功率的平坦度为14 dB。同时,激光器具有灵活的波长可切换特性,通过调整驱动信号和偏振控制器的状态,实现了单波长、双波长、三波长以及更多波长的输出。该激光器可应用于大容量波分复用系统和光纤传感。 展开更多
关键词 光纤激光器 可切换多波长 相位调制 光纤拉锥
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微带线拐角传输及反射特性的研究 被引量:11
16
作者 王克伟 王均宏 《微波学报》 CSCD 北大核心 2006年第3期32-35,共4页
应用矩量法,对90°拐角及其45°切角的微带线特性进行了研究。当不连续处的影响比较小的时候,例如微带线的拐角,微带线两端的微小失配将严重影响拐角处S参数的计算精度,本文提出了一种新方法对其进行处理,提高了计算结果的精确... 应用矩量法,对90°拐角及其45°切角的微带线特性进行了研究。当不连续处的影响比较小的时候,例如微带线的拐角,微带线两端的微小失配将严重影响拐角处S参数的计算精度,本文提出了一种新方法对其进行处理,提高了计算结果的精确度。结果表明,选用合适切角,微带线的传输特性将会有较大改善。本文最后列表给出了不同介电常数和不同宽高比时最佳切角大小。 展开更多
关键词 微带线 矩量法 S参数
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脉冲形状对脉冲经光纤放大器传输后功率增益的影响 被引量:1
17
作者 耿蕊 陆玉春 +3 位作者 刘楚 张帆 王春灿 简水生 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期423-426,共4页
基于描述脉冲放大过程的时间相关非线性辐射迁移方程,对不同形状脉冲经掺镱光纤放大器传输后的功率特性进行了分析,该方程同时考虑了光与介质的相互作用.数值结果表明,在相同的脉冲能量下,不同形状脉冲经放大器放大后的功率增益随入射... 基于描述脉冲放大过程的时间相关非线性辐射迁移方程,对不同形状脉冲经掺镱光纤放大器传输后的功率特性进行了分析,该方程同时考虑了光与介质的相互作用.数值结果表明,在相同的脉冲能量下,不同形状脉冲经放大器放大后的功率增益随入射脉冲形状不同而不同,并且功率增益的差异在脉冲前沿比较大.这使得放大器输出脉冲峰值向前沿的偏移量以及峰值功率的放大倍数都与脉冲形状有关.尤其是当入射脉冲的能量较大时,不同形状脉冲的峰值功率的放大倍数明显不同,以超高斯脉冲为最大,高斯脉冲、双曲正割脉冲次之,洛伦兹脉冲最小. 展开更多
关键词 物理光学 光子输运方程 光纤放大器 功率增益
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光纤光栅传感检测中交叉敏感问题的研究 被引量:6
18
作者 毕重颖 雷飞鹏 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2010年第8期12-15,共4页
环境的温度与应力同时引起光纤光栅耦合波长移动,即存在温度应力交叉敏感问题,在光纤光栅传感器应用中必须实现温度和应力的区分测量。文章以交叉敏感的物理机制为出发点,从单一参量补偿、双参量区分补偿两个角度阐述并分析比较了国内... 环境的温度与应力同时引起光纤光栅耦合波长移动,即存在温度应力交叉敏感问题,在光纤光栅传感器应用中必须实现温度和应力的区分测量。文章以交叉敏感的物理机制为出发点,从单一参量补偿、双参量区分补偿两个角度阐述并分析比较了国内外此问题解决方案的最新进展情况。 展开更多
关键词 光纤光栅传感器 交叉敏感 应力 温度
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基于扩径光纤锥马赫曾德尔干涉仪的位移传感 被引量:1
19
作者 温晓东 宁提纲 +4 位作者 李晶 郑晶晶 油海东 李超 王春灿 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期231-234,共4页
以直线形光纤马赫曾德尔干涉仪作为滤波器件,掺铒光纤作为增益介质的环行腔光纤激光器实现位移传感。构成该马赫曾德尔干涉仪的扩径光纤锥由光纤熔接机制作而成。随着两个应力调节支架距离的减小,干涉仪发生弯曲,输出的波峰向短波长方... 以直线形光纤马赫曾德尔干涉仪作为滤波器件,掺铒光纤作为增益介质的环行腔光纤激光器实现位移传感。构成该马赫曾德尔干涉仪的扩径光纤锥由光纤熔接机制作而成。随着两个应力调节支架距离的减小,干涉仪发生弯曲,输出的波峰向短波长方向移动,最大敏感度为4.49 nm/mm,消光比大于50 d B。扩径光纤锥的引入使得光纤在弯曲时能够保持基本一致的弯曲度,并且相比其他结构强度更高,不容易发生断裂。同时,该结构的制作所需材料便宜,制作过程简便,有利于工程应用。 展开更多
关键词 位移传感 扩径光纤锥 马赫曾德尔干涉仪
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随机折射率调制光纤光栅中的模式耦合分析 被引量:1
20
作者 刘艳 李阳 +1 位作者 闫小军 李卫东 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期72-77,共6页
对随机折射率调制的光纤光栅进行了理论建模,将随机光纤光栅看作是长、短周期均匀光纤光栅的随机线性组合.分别利用传输矩阵法和光束传播法计算了随机间距均值为20μm的随机光栅的反射和透射特性,证实了随机光栅中同时具有前后向纤芯基... 对随机折射率调制的光纤光栅进行了理论建模,将随机光纤光栅看作是长、短周期均匀光纤光栅的随机线性组合.分别利用传输矩阵法和光束传播法计算了随机间距均值为20μm的随机光栅的反射和透射特性,证实了随机光栅中同时具有前后向纤芯基模的耦合以及纤芯基模与包层模式之间的耦合,验证了所提出的线性组合的理论模型.文中还进行了随机光栅的实验研究,采用飞秒激光器在1 cm的单模光纤中写入了具有500个随机间距在10-20μm的折射率调制点的随机光栅,并测量了该随机光栅的反射和透射光谱.实验结果进一步验证了理论模型的准确性. 展开更多
关键词 随机光栅 模式耦合 飞秒激光
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