为了得到短长度、高消光比的偏振分束器, 设计了一种基质为二氧化硅的六边形双芯光子晶体光纤(PCF)偏振分束器, 利用全矢量有限元法和模式耦合理论对偏振分束器的耦合长度、耦合长度比、消光比和带宽进行了数值分析。研究结果表明: 在波长1550 nm处, 偏振分束器的长度为103.05 μm, 消光比高达117.78 dB, 消光比大于20 dB的带宽为100 nm, 覆盖了整个C波段以及S和L的大部分波段。
光子晶体光纤 偏振分束器 有限元法 耦合长度 消光比 photonic crystal fiber polarization beam splitter finite element coupling length extinction ratio
Author Affiliations
Abstract
1 School of Electronic Engineering, Xi’an University of Post & Telecommunications, Xi’an 710121, China
2 State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics, Xi’an Institute of Optics and Precision Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Xi’an 710119, China
Li ions affect the upconversion efficiency by changing the local crystal field of the luminescent center. Herein, in order to improve the upconversion efficiency of NaYF4:Yb3+/Eu3+, a series of NaYF4:Yb3+/Eu3+ micro-particles with different Li+ doping concentrations were synthesized by the hydrothermal synthesis method, respectively. Firstly, the structure and morphology of NaYF4:Yb3+/Eu3+ upconversion micro-particles (UCMPs) with different doping concentrations were analyzed by X-ray diffraction and a scanning electron microscope (SEM). SEM results show that the UCMPs are not only highly crystallized, but also have hexagons with different Li+ concentrations of NaYF4:Yb3+/Eu3+. X-ray diffraction shows that the crystal field around Eu3+ changes with the increase of Li+ concentration. Then, the fluorescence spectrum of NaYF4:Yb3+/Eu3+ was studied under the irradiation of a 980 nm laser. The results show that the fluorescence intensity of NaYF4:Yb3+/Eu3+ with 2% Li+ is the strongest, which is twice the intensity of NaYF4:Yb3+/Eu3+ without Li+. Finally, the fluorescence imaging analysis of NaYF4:Yb3+/Eu3+ with 2% Li+ concentration was carried out. The UCMPs are used to screen printing to evaluate the imaging effect on different sample surfaces. The results show NaYF4:Yb3+/Eu3+ (with 2% Li+) has great application prospects in anti-counterfeiting recognition.
upconversion micro-particles hydrothermal synthesis anti-counterfeiting identification screen printing Chinese Optics Letters
2020, 18(11): 110501
为给倾斜长周期光纤光栅在折射率传感领域的合理应用提供理论参考，通过光学仿真软件分别模拟了不同包层模式、不同包层半径情况下有效折射率及谐振波波长漂移量的变化规律。仿真结果表明: 光栅各阶包层的有效折射率均会随环境折射率的增大而增大，且半径越小的高阶包层模灵敏度越高；根据谐振波波长偏移量与环境折射率的变化规律，在实际应用中可以选择不同的参数来满足不同的灵敏度需求。
倾斜长周期光纤光栅 折射率传感 灵敏度 谐振波 环境折射率 tilted long period fiber grating refractive index sensing sensitivity resonant wave environmental refractive index
为了获得高双折射低损耗的光子晶体光纤，设计了一种椭圆双芯，包层为三角晶格排列的光子晶体光纤。运用全矢量有限元法研究了光纤的空气.间距与双折射值、非线性特性、模场面积、限制损耗及色散的关 系。研究结果表明：在波长为 1.55 μm处，光纤基模的双折射值达 0.04343；X、Y偏振方向的非线性系数分别为 48.832 W 1kkm 1和 46.286 W 1kkm 1，同时，X方向的限制损耗低至 8.242×10 9 dB/km；在 0.85～ 1.8 μm波长范国内，色散都为正常负色散。
光子晶体光纤 有限元法 双折射 限制损耗 色散 photonic crystal fiber finite element birefringence confinement loss dispersion
为降低温度对基于磁流体(MF)和长周期光纤光栅(LPFG)磁场测量系统中测量结果造成的误差, 提出一种基于MF和带状双芯光纤的磁场测量校正方案。在带状双芯光纤内集成包层热光系数不同的LPFG, 利用其温度灵敏度之间的差异实现对磁场测量结果的校正。通过理论分析与系统仿真, 论证了MF与LPFG的温度特性, 揭示了一定温度变化范围内MF折射率与LPFG谐振波长之间的关系, 与未进行温度补偿的系统相比, 所提传感方案的磁场强度精度至少提高79.1％。
长周期光纤光栅 磁流体 有效热光系数 温度补偿 long period fiber grating magnetic fluid effective thermo-optic coefficient temperature compensation
1 中国人民解放军陆军工程大学 通信工程学院, 南京 210007
2 中国人民解放军陆军工程大学 野战工程学院, 南京 210007
3 西安邮电大学 通信与信息工程学院, 西安 710000
基于电光调制器产生微波信号的倍频方法结构简单、调谐性好、稳定性较高, 为产生毫米波频段乃至太赫兹频段信号提供了一种有效的解决方法。重点介绍了基于电光调制器的几种典型倍频方案与关键技术及其最新研究进展, 综合比较了各个方案的优缺点, 并给出了下一步研究与发展的方向。
光电子学 倍频技术 电光调制器 马赫-曾德尔调制器 双平行马赫-曾德尔调制器 相位调制器 偏振调制器 optoelectronics frequency multiplication electro-optic modulator Mach-Zehnder modulator(MZM) double parallel MZM(DPMZM) phase modulator (PM) polarization modulator(PolM)
针对实现光纤布拉格光栅(FBG)传感器波长解调问题，提出将两个法布里-珀罗腔作为双边缘滤波器解调系统的方案。由于被反射的传感信号通过这两个光谱特征不同的滤波器时会产生不同程度的光强，所以可以利用两支路光强比值的对数算法来得到被测光的波长。最后通过计算和仿真验证了此系统能够较好地实现FBG信号的解调，仿真结果表明，系统的精度较高，线性度理想，而且系统在解调时不存在机械移动，因而测量速度更快，运行更稳定。
双边缘滤波 法布里-珀罗腔 光纤布拉格光栅 解调 double-edged filter Fabry-Perot cavity FBG demodulation
1 中国人民解放军理工大学 通信工程学院, 南京 210007
2 中国人民解放军理工大学 野战工程学院, 南京 210007
3 西安邮电大学 通信与信息工程学院, 西安 710000
为了降低星上通信系统的质量和体积、增强系统的温度稳定性和抗电磁干扰能力, 采用了一个新方法, 将光电振荡器用作星上微波本振源, 产生微波信号, 利用光纤转发, 将微波信号的产生、分配、传输与变频处理融为一个系统, 并进行了理论分析和实验验证。结果表明,基于光电振荡器产生了11.5GHz的微波本振信号, 通过光纤进行多路转发, 其中第1路信号频率与本振源相同, 相位噪声为-100.5dBc/Hz@10kHz, 第2路信号频率为本振信号的2倍, 相位噪声为-86.6dBc/Hz@10kHz 。与传统电学方法相比, 该方法有显著成效, 可提高转发效率, 减小系统体积和重量, 增强系统抗干扰性和温度稳定性, 提高系统的带宽和微波信号质量、降低卫星通信成本。
光电子学 卫星通信 微波光子 光电振荡 相位噪声 optoelectronics satellite communication microwave photonics optoelectronic oscillator phase noise
利用光纤光栅反射偏振相关损耗对外力场信息的变化进行监测, 提高了测量性能, 并研究了光纤布拉格光栅(FBG)反射偏振相关损耗(RPDL)随外界条件的变化。运用耦合模理论得出外界条件变化量与反射偏振相关损耗间的关系式, 并模拟了温度、应力、压力的改变对反射偏振相关损耗谱线的影响。仿真结果表明: 光纤光栅反射光的偏振相关损耗对外界温度、应力的变化不敏感, 但却明显地依赖外界压力的变化。
光纤布拉格光栅 反射光 偏振相关损耗 耦合模理论 fiber Bragg grating reflective light polarization dependent loss coupled mode theory
为了实现高精度大范围应变传感信号的测量并解决单光栅匹配滤波解调系统存在的严重双值问题, 基于光纤布拉格光栅匹配解调原理, 设计了一种新型的光纤光栅匹配解调系统。通过将四个中心波长与传感光栅中心波长相匹配的解调光栅两两并联, 并对其二次反射的传感光信号进行分析, 得到了应变与光电探测器探测到的光功率之间的对应关系, 建立了理论模型并进行了系统仿真。仿真结果表明该方案切实可行, 不仅可以解决双值问题并且可以同时检测正负应变, 在不添加驱动装置的情况下其传感测量范围可达952με。
传感技术 光纤布拉格光栅 匹配解调 双值 sensor technology fiber Bragg grating matching demodulation two-value
