Shuang Wang 1,2,3,*Jie Zhou 1,2,3Junfeng Jiang 1,2,3,**Kun Liu 1,2,3[ ... ]Tiegen Liu 1,2,3
Author Affiliations
Abstract
1 School of Precision Instrument and Opto-electronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
2 Key Laboratory of Opto-electronics Information Technology, Ministry of Education, Tianjin 300072, China
3 Tianjin Optical Fiber Sensing Engineering Center, Institute of Optical Fiber Sensing of Tianjin University, Tianjin 300072, China
A multi-channel synchronous demodulation system of a polarized low-coherence interferometer (PLCI) based on a matrix charge-coupled-device (CCD) is proposed and demonstrated. By using special designs, the system allows the signals from different channels to be received and demodulated synchronously. Multichannel air pressure experiments were implemented to verify the effectiveness of the proposed system. The experiment results showed that the Fabry–Perot (F–P) sensors could be demodulated synchronously with a high tolerance for light sources and sensors, which indicated that any sensor and light source that can be demodulated by PLCI were allowed to be employed, leading to a wide application in the field of multichannel synchronous measurement.
multi-channel synchronous demodulation polarized low-coherence interferometer matrix charge-coupled-device Fabry–Perot sensors Chinese Optics Letters
2020, 18(7): 071202
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 光电信息技术教育部重点实验室(天津大学), 天津 300072
3 河北大学物理科学与技术学院, 河北 保定 071002
建立了基于单模多模单模光纤结构和磁流体的全光纤电流传感器，此传感器能够通过检测透射光谱的特征波长漂移和传输损耗变化两种方法来探测电流。对于第一种方法，得到电流灵敏度为1243.7 pm/A[77.9 pm/Oe,1 Oe=1/(4π)×103 A/m]；对于第二种方法，传感特性依赖于波长的选择，分析了不同波长条件下传感器传输损耗的变化特性。结果表明：选择单波长时，传感特性受波长的影响，且传输损耗变化小，从而灵敏度小；使用宽波长范围内的总传输损耗时，传输损耗变化大，电流检测灵敏度大大加强，所得灵敏度为506.2 dB/A(31.7 dB/Oe)，分别是单波长1529 nm和1611 nm下灵敏度的337倍和723倍。在自发辐射宽带光源入射条件下，利用探测器直接检测传感器输出光强的变化，得到26.8 V/A(1.7 V/Oe)的电流灵敏度。
光纤光学 电流传感器 单模多模单模 磁流体 宽带光源
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 光电信息技术教育部重点实验室(天津大学), 天津 300072
基于速率方程理论对低重复频率高功率脉冲抽运Er-Yb共掺光纤放大器(EYDFA)进行了理论研究。通过采用有限差分法对理论模型的求解，系统分析了在放大自发辐射(ASE)受限情况下，抽运脉冲峰值功率、抽运脉宽、信号时延对放大器性能的影响。结果表明，在将ASE控制在合理范围的情况下，抽运脉冲存在一个最佳的抽运脉冲宽度，信号脉冲相对抽运脉冲的时延对输出峰值功率和脉冲能量有非常重要的影响。而且对给定的增益介质，抽运脉冲峰值功率也并非越高越好，而是存在一个最佳值。该研究结果对高功率脉冲抽运Er-Yb共掺光纤放大器的实验研究具有指导意义。
激光器 铒镱共掺光纤 有限差分法 光纤放大器 脉冲抽运
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 光电信息技术教育部重点实验室(天津大学), 天津 300072
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
4 理科大学, 朝鲜
提出了一种基于无芯光纤的单模多模单模（SMS）结构的折射率光纤传感器并对其进行了理论和实验研究。用一种新颖的无芯光纤来作为SMS结构中的多模波导，避免了常规SMS折射率传感器制作过程中的化学腐蚀所带来的问题，具有易于设计和制作的优点。制作了一支基于无芯光纤的SMS折射率光纤传感器，并用具有不同折射率的蔗糖溶液对其进行了实验测试，在1.356～1.392的折射率范围内得到了431.4 nm/RIU的平均折射率灵敏度，实验结果与模拟结果符合得很好。进一步的理论研究发现，通过减小无芯光纤的直径可以进一步提高传感器对折射率的灵敏度。
光纤光学 无芯光纤 单模多模单模 折射率测量
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术科学教育部重点实验室， 天津 300072
2 天津职业技术师范大学理学院， 天津 300222
为了研究放大的自发辐射(ASE)对高功率脉冲Er-Yb共掺光纤放大器(EYDFA)的影响，采用数值模拟对EYDFA中不同参数信号的放大进行了研究。结果表明，Yb波段(1.0~1.1 μm)ASE是制约放大器输出功率提升的主要因素。因此，有效地抑制Yb波段ASE 将有助于放大器性能的提高。通过进一步研究发现，在放大器的抽运端引入一个Yb波段的辅助信号能有效地抑制Yb波段ASE，从而提高抽运转换效率，提升放大器的输出功率。
激光光学 光纤放大器 有限差分法 铒镱共掺 Yb波段辅助信号 中国激光
2012, 39(10): 1002004
天津大学 精密仪器与光电子工程学院 教育部光电信息技术科学重点实验室，天津 300072
在低重复率、高能量脉冲的应用场合，光纤放大器中采用脉冲泵浦的方式具有重要意义.本文模拟了脉冲泵浦方式下掺镱双包层增益光纤中放大自发辐射功率的动态变化，为优化脉冲泵浦方式提供了参考.通过有限元分析方法求解光纤中镱离子的速率方程和各光场的功率传输方程，模拟了正向泵浦条件下，泵浦脉冲开始后0~740 μs时间内光纤内部正向、反向放大自发辐射功率分布情况的动态变化以及光纤两端放大自发辐射输出功率随泵浦时间的变化.模拟结果发现了光纤两端正向、反向放大自发辐射功率增长速度的差异之处，以及光纤内部两种放大自发辐射功率分布动态演变的一些特征.
光纤放大器 掺镱双包层光纤 脉冲泵浦 放大自发辐射动态变化 Fiber amplifier Ytterbium-doped double-clad fiber Pulsed-pumped Amplified Spontaneous Emission (ASE) dynamics
天津大学 精密仪器与光电子工程学院 光电信息技术科学教育部重点实验室,天津 300072
为了研究自发辐射对高功率铒镱共掺脉冲光纤放大器性能的影响,在速率方程理论的基础上,采用有限差分法对理论模型进行了数值求解。对不同抽运、信号和光纤参量配置情况下,自发辐射对放大器性能的影响进行了模拟分析。结果表明,由于自发辐射自饱和的限制,在其它条件相同的情况下,为了得到最高的单脉冲能量和峰值功率,放大器输入信号存在一个最佳的重复频率,且该最佳重复频率与抽运功率成正比与脉冲宽度成反比。研究结果对高功率铒镱共掺光纤脉冲放大器的设计和实验研究有重要指导意义。
光电子学 光纤放大器 有限差分法 铒镱共掺 脉冲放大 optoelectronics fiber amplifier finite difference method Er/Yb co-doped pulse amplification
天津大学 精密仪器与光电子工程学院 光电信息技术科学教育部重点实验室,天津 300072
为了精确模拟脉冲放大器中的受激布里渊现象,修正了脉冲光纤放大器中受激布里渊散射瞬态演变模型,建立了基于Er/Yb共掺双包层光纤中动态速率方程的受激布里渊散射的瞬态模型,同时包括了受激布里渊散射的信号光能量转移和反转粒子数消耗两个增益获得过程,采用有限差分的方法,分析了受激布里渊散射在高功率、低重复频率、窄脉冲光纤放大器中对输出脉冲信号单脉冲能量、峰值功率、频谱和时域波形的影响。搭建了两级放大的主振功率放大实验平台,利用重复频率为156kHz的调Q脉冲信号进行了高功率脉冲放大实验,得到了1.32W的平均功率输出,以及受激布里渊级联频谱和时域波形情况。结果表明,实验与理论分析相吻合,同时也验证了这个修正模型的正确性和有效性。
光纤放大器 受激布里渊散射 有限差分法 主振功率放大 fiber amplifier stimulated Brillouin scattering finite difference method master oscillator power amplifier
