基于长周期光纤光栅滤波器的掺铒光纤放大器理论和实验研究(英文) 被引量：5

1

作者 冉曾令 饶云江 罗小东 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期695-700,共6页

从理论和实验上研究了带有高频二氧化碳激光写入的低成本长周期光纤光栅(LPFG)掺铒光纤放大器(EDFA).结果表明,单波长和多波长EDFA的性能都可以通过在掺铒光纤(EDF)中插入长周期光纤光栅用作自发辐射噪声(ASE)滤波器或增益平坦器来提高... 从理论和实验上研究了带有高频二氧化碳激光写入的低成本长周期光纤光栅(LPFG)掺铒光纤放大器(EDFA).结果表明,单波长和多波长EDFA的性能都可以通过在掺铒光纤(EDF)中插入长周期光纤光栅用作自发辐射噪声(ASE)滤波器或增益平坦器来提高性能.优化设计了带LPFG噪声滤波器的线放EDFA,与没有LPFG噪声滤波器相比,线放的噪声和小信号增益分别被减小和提高了约0.5dB和7dB。通过在多波长EDFA的EDF中插入一个LPFG增益平坦滤波器的方法,获得了1.5dB的增益平坦度,与没有LPFG平坦器相比,EDFA的噪声被减小了0.1dB,增益被提高了1dB. 展开更多

关键词 长周期光纤光栅 自发辐射噪声滤波器 增益平坦器 掺铒光纤放大器

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新型高灵敏分布式光纤入侵监测系统 被引量：29

2

作者 罗俊 饶云江 +1 位作者 岳剑锋 冉曾令 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1123-1128,共6页

首次提出了一种基于纤维增强塑料(FRP)传感光缆的新型高灵敏相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)分布式光纤入侵监测系统。该方案中传感系统光源采用价格比较便宜且使用比较广泛的窄线宽DFB激光器,并采用光纤饱和体吸收法来压窄激光器的线宽... 首次提出了一种基于纤维增强塑料(FRP)传感光缆的新型高灵敏相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)分布式光纤入侵监测系统。该方案中传感系统光源采用价格比较便宜且使用比较广泛的窄线宽DFB激光器,并采用光纤饱和体吸收法来压窄激光器的线宽以增强后向瑞丽散射光的干涉效果;在传感光缆部分使用新型的FRP封装的特殊传感光缆,该光缆拥有比普通通信光缆高得多的应力敏感性;并且应用小波分析方法对得到的传感信号进行降噪处理,有效地提高了系统的信噪比。通过以上改进提高了系统对微扰远程定位检测的准确度和灵敏度。实验结果表明该传感系统在2km和6km处均能获得较高信噪比的扰动信号,能有效地预报和定位微扰的发生,由于该系统成本得到有效的控制,可能是目前国际上性价比最好的Φ-OTDR分布式光纤入侵监测系统,可望在入侵监测中获得广泛的应用。 展开更多

关键词 分布式光纤传感器 相位敏感光时域反射计 光纤饱和体吸收法 入侵监测 小波分析

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超长距离光纤布拉格光栅传感系统 被引量：1

3

作者 饶云江 封莎 +1 位作者 冉曾令 蒋祺 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期703-705,736,共4页

提出了基于可调激光器和声光脉冲调制的光纤布拉格光栅(FBG)传感系统,同时利用掺铒光纤放大器(EDFA)和拉曼放大相结合的放大方案大幅度提高了光纤布拉格光栅传感系统的传输距离,达到了300 km的超长距离传感。该系统通过前端的EDFA和末... 提出了基于可调激光器和声光脉冲调制的光纤布拉格光栅(FBG)传感系统,同时利用掺铒光纤放大器(EDFA)和拉曼放大相结合的放大方案大幅度提高了光纤布拉格光栅传感系统的传输距离,达到了300 km的超长距离传感。该系统通过前端的EDFA和末端的拉曼泵浦光源来补偿光纤布拉格光栅反射的光功率。系统在低于275 km长度时获得了大于15 dB的优良信噪比;在300 km处获得了4 dB的信噪比,以及明显的反射信号。系统在100,200,250,300 km处的静态应变实验中,线性度均达到了0.999以上。系统可望在铁道、输油(气)管道、海岸线等的超长距离遥测中得到广泛应用。 展开更多

关键词 掺铒光纤放大器 光纤布拉格光栅 拉曼放大 超长距离传感系统

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单模光纤受激布里渊散射阈值的研究 被引量：2

4

作者 李立 饶云江 +1 位作者 谢康 冉曾令 《光学与光电技术》 2009年第1期17-19,32,共4页

为了研究单模光纤对城域网和接入网以及FTTH的容量与性能的提升,使用大功率、窄线宽的高性能光纤激光器作为系统光源,分别测量了3种光纤到户用单模光纤的受激布里渊散射(SBS)阈值。从理论上分析了光纤SBS阈值估算公式及影响阈值的因素,... 为了研究单模光纤对城域网和接入网以及FTTH的容量与性能的提升,使用大功率、窄线宽的高性能光纤激光器作为系统光源,分别测量了3种光纤到户用单模光纤的受激布里渊散射(SBS)阈值。从理论上分析了光纤SBS阈值估算公式及影响阈值的因素,理论估算值与实验测量值吻合很好。实验发现的一种G,652D光纤具有高达12 mW的SBS阈值,对此进行了分析。 展开更多

关键词 受激布里渊散射 光纤到户 光纤激光器 非线性效应

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基于掺铒光纤的微型光纤法布里-珀罗干涉传感器 被引量：2

5

作者 徐兵 饶云江 +1 位作者 冉曾令 张健 《光学与光电技术》 2009年第6期11-13,共3页

提出了一种化学腐蚀掺铒光纤制作微型光纤法布里-珀罗干涉传感器的方法。通过对掺铒光纤进行化学腐蚀,形成凹槽,再与单模光纤直接熔接制作而成。实验制作的微型法布里-珀罗干涉传感器干涉条纹光滑,对比度达到15 dB。对该微型光纤法布里... 提出了一种化学腐蚀掺铒光纤制作微型光纤法布里-珀罗干涉传感器的方法。通过对掺铒光纤进行化学腐蚀,形成凹槽,再与单模光纤直接熔接制作而成。实验制作的微型法布里-珀罗干涉传感器干涉条纹光滑,对比度达到15 dB。对该微型光纤法布里-珀罗干涉腔进行了应变和温度传感实验。实验结果表明,在0～600με内,波谷移动随应变改变的灵敏度达到1.7 pm/με,线性度为0.9998,从73～23℃,波谷移动随温度改变的灵敏度3.9 pm/℃,线性度为0.998 2。该方法制作的微型光纤法布里-珀罗传感器具有操作简单,一次成型,制作成本低的优点。 展开更多

关键词 光纤传感器 光纤法布里-珀罗干涉仪 化学腐蚀 掺铒光纤

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157 nm准分子激光制作的光纤珐-珀干涉折射率传感器

6

作者 张健 饶云江 +1 位作者 冉曾令 徐兵 《光学与光电技术》 2009年第4期19-22,共4页

利用157 nm激光微加工技术在单模光纤的端面加工一个微槽,用一段光纤将其密封形成一个空气珐-珀腔,这段密封用光纤与两侧的空气界面形成第二个珐-珀腔,传感器干涉条纹由两个珐-珀腔共同作用而成。计算表明,当两珐-珀腔长度接近时,传感... 利用157 nm激光微加工技术在单模光纤的端面加工一个微槽,用一段光纤将其密封形成一个空气珐-珀腔,这段密封用光纤与两侧的空气界面形成第二个珐-珀腔,传感器干涉条纹由两个珐-珀腔共同作用而成。计算表明,当两珐-珀腔长度接近时,传感器反射光谱的波谷位置会随着外界折射率变化而发生漂移。这种双干涉腔结构提供了一种新的折射率测量方案。实验表明当外界折射率在1.333 3～1.471 2内变化时,响应为非线性,平均灵敏度为28.21 nm/RIU,系统折射率分辨率为3.54×10^(-5),与理论计算吻合。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤珐-珀腔 激光微加工 折射率测量

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激光微加工制作的微光纤珐-珀加速度传感器

7

作者 俞晓婧 冉曾令 饶云江 《光学与光电技术》 2010年第5期13-15,共3页

将157 nm激光微加工制作的微光纤珐-珀腔贴于悬臂梁结构构成加速度传感器。通过设计特定的悬臂梁结构和FFT方法,该加速度传感器的分辨率约为1.13 mg/Hz^(1/2)。通过采用MUSIC算法处理信号,信噪比可提高45 dB,系统分辨率约为3.56×10... 将157 nm激光微加工制作的微光纤珐-珀腔贴于悬臂梁结构构成加速度传感器。通过设计特定的悬臂梁结构和FFT方法,该加速度传感器的分辨率约为1.13 mg/Hz^(1/2)。通过采用MUSIC算法处理信号,信噪比可提高45 dB,系统分辨率约为3.56×10^(-2)/Hz^(1/2)。该微光纤珐-珀传感器具有可批量制作、成本低、抗高温、量程灵活等优点,有望应用于石油勘探、地震测量等领域中。 展开更多

关键词 光纤光学 传感器 激光微加工 光纤珐-珀腔 加速度计 MUSIC算法

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基于拉曼组合放大的长距离光纤传输系统 被引量：3

8

作者 饶云江 李立 +2 位作者 贾新鸿 冉曾令 张田虎 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期4682-4686,共5页

本文改进了一种实现长距离自适应补偿光纤传输的方法.在利用光纤光栅形成的谐振腔产生激光对信号光进行拉曼放大的基础上,再利用双抽运光对信号光进行拉曼放大,从而获得更高的拉曼增益以实现更长距离的自适应补偿光纤传输.使实验自适应... 本文改进了一种实现长距离自适应补偿光纤传输的方法.在利用光纤光栅形成的谐振腔产生激光对信号光进行拉曼放大的基础上,再利用双抽运光对信号光进行拉曼放大,从而获得更高的拉曼增益以实现更长距离的自适应补偿光纤传输.使实验自适应补偿传输距离达125km(为目前国际上已报道的最长自适应补偿光纤传输距离).实验测量并理论分析了该长距离光纤传输系统的开关增益、放大的自发辐射噪声、噪声指数和光功率分布的特性,实验结果与理论模型符合很好. 展开更多

关键词 光纤通信系统 自适应补偿光纤传输 受激拉曼放大 光纤激光器

原文传递

融入防火功能的无源接入网

9

作者 饶云江 补冲 冉曾令 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期869-872,共4页

提出一种融入防火功能的无源光接入网架构。该架构利用中心波长一致的低反射率光纤布拉格光栅(FBG)作为温度传感器,将温度传感信号融入现有的以太无源光网络(EPON)商用系统中(不改变EPON构架),并使用光时域反射计(OTDR)技术定位温度升高... 提出一种融入防火功能的无源光接入网架构。该架构利用中心波长一致的低反射率光纤布拉格光栅(FBG)作为温度传感器,将温度传感信号融入现有的以太无源光网络(EPON)商用系统中(不改变EPON构架),并使用光时域反射计(OTDR)技术定位温度升高的FBG。该架构对通信信号的光功率和畸变几乎没有影响且构架中多个FBG温度传感器中心波长一致,不需要复杂且昂贵的FBG波长解调技术,占用通信带宽小,能以较低的成本实现准分布式火警预报,拥有很好的应用前景,从而为运营商提供增值服务。 展开更多

关键词 以太无源光网络 光纤布拉格光栅 火警预报 光时域反射计 无源光接入网

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用157nm激光制作的光子晶体光纤法布里-珀罗传感器 被引量：20

10

作者 邓洪有 饶云江 +2 位作者 冉曾令 廖弦 刘为俊 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期255-258,共4页

157nm准分子激光用于微加工具有单光子能量高,峰值功率高,材料吸收系数高,分辨率高等优点。利用157nm激光微加工的方法,在光子晶体光纤上融切出微小矩形孔,从而构成腔长为45.6μm的微光纤法布里-珀罗干涉腔,得到的干涉条纹平滑,衬比度约... 157nm准分子激光用于微加工具有单光子能量高,峰值功率高,材料吸收系数高,分辨率高等优点。利用157nm激光微加工的方法,在光子晶体光纤上融切出微小矩形孔,从而构成腔长为45.6μm的微光纤法布里-珀罗干涉腔,得到的干涉条纹平滑,衬比度约为26dB,并从激光与石英材料的相互作用上分析了形成较好干涉条纹的原因。把这种微腔应用于应变测量,在550μm范围内,腔长增量相对于应变的灵敏度为0.32nm/μm,线形度达0.9994。实验证明该微腔对温度不敏感,800℃范围内腔长变化仅20nm。157nm准分子激光加工光纤法布里-珀罗腔方法简单,一次成型,具有较高的加工效率和精度,有望实现光纤法布里-珀罗腔的规模化批量制造,具有较好的应用前景。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤法布里-珀罗腔 激光微加工 应变传感器 光子晶体光纤

原文传递

基于大功率超窄线宽单模光纤激光器的ф-光时域反射计光纤分布式传感系统 被引量：75

11

作者 谢孔利 饶云江 冉曾令 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期569-572,共4页

提出了一种基于大功率超窄线宽单模光纤激光器的ф-光时域反射计光纤分布式传感系统。传感光缆采用普通单模光纤制成的直径3 mm的细光缆,并埋设于室外。入侵者走在光缆上面或附近产生的压力(振动)导致光纤中瑞利散射光相位发生变化,由... 提出了一种基于大功率超窄线宽单模光纤激光器的ф-光时域反射计光纤分布式传感系统。传感光缆采用普通单模光纤制成的直径3 mm的细光缆,并埋设于室外。入侵者走在光缆上面或附近产生的压力(振动)导致光纤中瑞利散射光相位发生变化,由于干涉作用,光相位变化将引起光强度的变化,通过实时将当前时刻的-光时域反射计后向瑞利散射信号与其前一时刻(时间间隔0.1 s)的后向瑞利散射信号连续相减检测这种干涉效应来定位入侵位置。经适当的数据处理后,该传感系统定位精度可达到50 m(为目前报道的-光时域反射计传感系统最高定位精度),定位范围可达到14 km,信噪比约为12 dB,且灵敏度较高。该系统可望能广泛用于军事基地、国界、核设施及监狱等重要场所的安全防范。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤分布式传感 光时域反射计 相位敏感光时域反射计 入侵检测

原文传递

基于扫描激光器和光放大的100km光纤布拉格光栅传感系统 被引量：9

12

作者 饶云江 罗小东 冉曾令 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期680-683,共4页

提出了对基于扫描激光器的光纤布拉格光栅(FBG)传感系统进行掺铒光纤(EDF)/双波拉曼混合放大的方法,大幅度提高了该光纤布拉格光栅传感系统的传输距离。该方法以高功率扫描激光器作为光源,采用双波长拉曼放大的方法对信号进行低噪声双... 提出了对基于扫描激光器的光纤布拉格光栅(FBG)传感系统进行掺铒光纤(EDF)/双波拉曼混合放大的方法,大幅度提高了该光纤布拉格光栅传感系统的传输距离。该方法以高功率扫描激光器作为光源,采用双波长拉曼放大的方法对信号进行低噪声双向放大,再利用系统中间的两段掺铒光纤,将剩余的拉曼抽运功率用来产生自发辐射光和放大传感信号,使得整个系统能在超长的传感距离上获得良好的信噪比(SNR)。实验表明使用一台扫描激光传感分析仪、一只170mW的拉曼抽运和一只2W的拉曼抽运,可以使传感距离达到100km以上,并且传感系统的光纤布拉格光栅反射信号均能获得超过7dB的良好信噪比,从而实现在超长距离上的光纤布拉格光栅传感。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤传感器 光纤布拉格光栅传感器 扫描激光器 拉曼放大 掺铒光纤放大

原文传递

薄包层长周期光纤光栅的研究 被引量：7

13

作者 邓洪有 饶云江 +2 位作者 汪平河 廖弦 郑建成 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期155-157,共3页

报道了在薄包层光纤上用高频CO2激光脉冲写入的长周期光纤光栅(LPFG),并分析了该类薄包层LPFG横截面折射率的分布。结合LPFG的腐蚀实验,通过传输谱图的比较发现:较先写入光栅后腐蚀光纤包层的方法,先腐蚀光纤包层后写入光栅的方法更能... 报道了在薄包层光纤上用高频CO2激光脉冲写入的长周期光纤光栅(LPFG),并分析了该类薄包层LPFG横截面折射率的分布。结合LPFG的腐蚀实验,通过传输谱图的比较发现:较先写入光栅后腐蚀光纤包层的方法,先腐蚀光纤包层后写入光栅的方法更能有效地调整谐振波长。进一步研究发现薄包层LPFG对环境折射率的敏感度更高。 展开更多

关键词 薄包层光纤 长周期光纤光栅(LPFG) 高频CO2激光 折射率传感器

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基于可调环形光纤激光器的动态应变传感系统 被引量：4

14

作者 李建中 饶云江 冉曾令 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期146-148,共3页

提出了一种具有高达65dB高光学信噪比的光纤布拉格光栅(FBG)动态应变传感系统。该方法基于可调光纤环形激光器结构,并采用马赫-泽德干涉仪(MZI)相位解调的方法实现FBG传感信号的解调。实验结果表明,在2km处FBG获取的传感信号达到了52dB... 提出了一种具有高达65dB高光学信噪比的光纤布拉格光栅(FBG)动态应变传感系统。该方法基于可调光纤环形激光器结构,并采用马赫-泽德干涉仪(MZI)相位解调的方法实现FBG传感信号的解调。实验结果表明,在2km处FBG获取的传感信号达到了52dB电信噪比,从而获得了6.7×10-12/Hz1/2的高应变分辨率。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅(FBG) 光纤环形激光器 马赫一泽德干涉仪(MZI) 动态应变测量

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基于光纤环形激光器和光放大的100km光纤布拉格光栅传感系统 被引量：2

15

作者 罗小东 饶云江 冉曾令 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1393-1396,共4页

在基于掺铒光纤-拉曼混合放大的可调光纤环形激光器的光纤布拉格光栅(FBG)传感系统结构基础上,提出了延长传感距离的新方法。该方法以环形掺铒光纤激光器作为光源,采用双波长拉曼放大的方法对信号进行低噪声的双向放大,系统中间的两段... 在基于掺铒光纤-拉曼混合放大的可调光纤环形激光器的光纤布拉格光栅(FBG)传感系统结构基础上,提出了延长传感距离的新方法。该方法以环形掺铒光纤激光器作为光源,采用双波长拉曼放大的方法对信号进行低噪声的双向放大,系统中间的两段掺铒光纤再利用剩余的抽运功率产生自发辐射光和放大传感信号,使得整个系统能够在超长的传感距离上获得很高的信噪比。实验表明使用一只40 mW的掺铒光纤放大(EDFA)抽运源、一只170 mW的拉曼抽运源和一只2 W的拉曼抽运源,可以使整个系统的传感距离达到100km,并且传感系统的光纤布拉格光栅反射信号均能获得超过57 dB的优良信噪比,从而实现在超长距离上的光纤布拉格光栅传感。 展开更多

关键词 光通信 光纤传感器 光纤布拉格光栅 光纤激光器 拉曼放大 掺铒光纤放大

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157nm激光微加工制作的微光纤压力传感器 被引量：5

16

作者 倪敏 冉曾令 +1 位作者 鲁恩 饶云江 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2011年第12期52-55,共4页

为了提高微光纤压力传感器的制作效率,采用157nm激光加工的自封闭式法布里-珀罗腔,形成在线式全光纤压力传感器,包括微腔和一截短的单模光纤。跟踪压力传感器相位的变化可以获得压力大小。在0～60MPa的测量范围内,灵敏度达到0.01rad/MPa... 为了提高微光纤压力传感器的制作效率,采用157nm激光加工的自封闭式法布里-珀罗腔,形成在线式全光纤压力传感器,包括微腔和一截短的单模光纤。跟踪压力传感器相位的变化可以获得压力大小。在0～60MPa的测量范围内,灵敏度达到0.01rad/MPa,长期稳定性达到±0.04MPa。所做的10个传感器样品,在60 MPa的测量范围内,灵敏度的冗余度达到±5%,可以规模化制造。这种传感器有望在航空航天、汽车工业和井下监测等领域发挥作用。 展开更多

关键词 光纤光学 压力传感器 激光加工 法布里-珀罗

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基于LPFG滤噪和混合放大的长距离FBG传感器系统 被引量：5

17

作者 吴敏 饶云江 +1 位作者 冉曾令 谢孔利 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1289-1292,共4页

设计的基于长周期光纤光栅(LPFG)滤噪和掺Er光纤(EDF)/喇曼混合放大的长距离光纤布拉格光栅(FBG)传感器系统,不但优化了系统的信噪比(SNR),而且使传感距离提高到50 km。该系统以高功率扫描激光器作为传感光源和解调系统,加入的LPFG减小... 设计的基于长周期光纤光栅(LPFG)滤噪和掺Er光纤(EDF)/喇曼混合放大的长距离光纤布拉格光栅(FBG)传感器系统,不但优化了系统的信噪比(SNR),而且使传感距离提高到50 km。该系统以高功率扫描激光器作为传感光源和解调系统,加入的LPFG减小了双向喇曼放大的自发辐射(ASE)噪声和FBG后向反射噪声,同时双环形器的EDF结构利用剩余的泵浦功率产生ASE光和放大传感信号,为后端FBG提供了光源以及提高了后端FBG的SNR。带LPFG的混合放大与EDF/喇漫混合放大相比,实验表明,FBG 1和FBG 2的SNR分别提高了4.40 dB和4.38 dB,而且分布在50 km光纤上的4个FBG均获得了大于15 dB的SNR。 展开更多

关键词 长距离传感 光纤布托格光栅(FBG)传感器 长周期光纤光栅(LPFG) 掺Fr光纤(EDF)

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