刘强 1李斌雯 1,*孙宇丹 1,2刘超 1[ ... ]邰胜男 1
作者单位
摘要
1 东北石油大学 物理与电子工程学院,黑龙江 大庆 163318
2 大庆师范学院 机电工程学院,黑龙江 大庆 163712
研究了基于长周期光纤光栅(long-period fiber gratings, LPFG)的光纤布拉格光栅(fiber Bragg gratings, FBG)解调方法,该方法利用 LPFG 的透射谱作为边沿滤波器解调 FBG,其解调性能主要取决于LPFG的透射光谱深度。详细分析了CO2激光写制法对透射光谱的影响,制作了透射光谱深度为25 dB的LPFG,并采用该光栅搭建了FBG解调装置,将FBG粘贴于金属应变片表面,测试了其静态与动态响应特征。实验结果表明:该方法制作简单,成本低,具有较好的线性动态范围,可以实现较高灵敏度的FBG解调。
布拉格光纤光栅解调 长周期光纤光栅 边沿滤波 传感器 fiber Bragg gratings demodulation long-period fiber gratings edge filter sensor 
应用光学
2022, 43(1): 160
作者单位
摘要
1 西安邮电大学电子工程学院, 陕西 西安 710121
2 陕西师范大学物理学与信息技术学院, 陕西 西安 710119
3 中国科学技术大学信息科学技术学院, 安徽 合肥 230026
4 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
提出基于双光束二氧化碳(CO2)激光的加热方法,设计并搭建了微锥型结构的长周期光纤光栅制备系统。该系统通过精确控制CO2激光功率、加热时间、光斑大小等实现均匀加热和光纤软化,通过高精度的步进电机控制光纤微型拉锥长度和拉锥比,以产生周期性的物理形变,制备出高精度(消光比>30 dB,插入损耗<1 dB)、光谱不退化的微锥型长周期光纤光栅(MT-LPFGs)。基于级联MT-LPFGs实现了宽带全光纤滤波器。实验结果表明,设计的双级联MT-LPFGs在30 dB消光比下实现了15 nm的宽带滤波,与单个光栅相比,其滤波带宽增加7.5倍;三级联MT-LPFGs在-25 dB带阻深度下能够实现25.2 nm的宽带滤波,该滤波带宽为单个光栅的12.6倍。最后,通过弯曲实验证明了级联光栅滤波器的弯曲容限为1.183 m -1。该滤波器具有精度高、制备简单、光谱不退化等优点,在宽带滤波方面有着重要应用。
光纤光学 长周期光纤光栅 二氧化碳激光加热 光纤微加工 宽带滤波 
激光与光电子学进展
2020, 57(19): 190605
作者单位
摘要
1 吉林大学 电子科学与工程学院 集成光电子国家重点实验室,吉林 长春 130012
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室,吉林 长春 130033
在折射率与应变测试时,为了降低温度影响所引起的串扰,对细芯长周期光纤光栅的温度、折射率和应变响应特性进行了研究。通过飞秒激光直写方法在纤芯直径为6 μm的单模光纤上成功制备了周期为50 μm的长周期光纤光栅。结果表明:在细芯光纤中以低激光能量加工的长周期光纤光栅具有较低的温度灵敏度,同时保持较大的消光比和较好的光谱质量。这种细芯长周期光纤光栅损耗峰在20~700 °C温度范围内仅漂移1.7 nm。该光栅对折射率变化也具有较好的响应,环境折射率在1.4065~1.4265时,灵敏度最高可达882.51 nm/RIU,应变灵敏度为?2.2 pm/με。这种细芯长周期光纤光栅可以较好地降低折射率与应变测试中由于温度影响带来的串扰。
细芯光纤 飞秒激光直写 光纤传感 长周期光栅 fine-core fiber femtosecond laser direct writing fiber sensor long-period fiber gratings 
中国光学
2020, 13(4): 737
作者单位
摘要
东北石油大学 电子科学学院, 黑龙江 大庆 163318
基于四层光纤模型, 采用数值模拟方法, 研究了镀膜长周期光纤光栅的膜层折射率及厚度等参数对其传输谱特性的影响。结果表明, 随膜厚增加, 各包层模式有效折射率增大, 谐振波长向短波区漂移。当膜厚达到一定数值后, 有效折射率及谐振波长急剧变化, 长周期光纤光栅频谱出现模式转换现象, 模式跳变转折点对应最优薄膜厚度, 不同薄膜介质对应不同的最优膜厚, 研究对提高长周期光纤光栅传感器的敏感度具有重要的指导意义。
镀膜长周期光纤光栅 有效折射率 谐振波长 最优膜厚 coated long period fiber gratings effective refractive index resonant wavelength optimum overlay thickness 
光学技术
2020, 46(1): 68
作者单位
摘要
1 中国电子科技集团公司第四十六研究所, 天津 300220
2 南开大学 现代光学研究所, 天津 300071
利用高频CO2激光单侧曝光技术及双芯光纤的非对称性, 设计并制作了一种长周期光纤光栅弯曲矢量传感器.成栅机理分析表明, 光纤边缘处嵌入的纤芯极大地增强了包层中的残余应力, 在CO2激光脉冲曝光时, 残余应力释放作用增强, 光栅质量更高; 同时, 双芯光纤的非对称结构以及CO2激光单侧曝光使得光纤器件对偏振非常敏感, 写制的光纤光栅在1 555.4 nm谐振波长处的偏振相关损耗高达20.8 dB.弯曲传感测试表明, 在0~1.235 m-1曲率范围内, 光纤光栅向+y方向弯曲时, 透射谱谐振峰波长向长波方向漂移, 灵敏度为2.37 nm/m-1; 光纤光栅向-y方向弯曲时, 谐振峰波长向短波方向漂移, 灵敏度为1.80 nm/m-1.该弯曲矢量传感器结构简单, 灵敏度高, 可广泛应用于道路、桥梁等建筑的安全检测.
光纤光学 长周期光纤光栅 CO2激光 双芯光纤 偏振特性 弯曲 矢量传感 Fiber optics Long period fiber gratings CO2 laser Twin core fiber Polarization property Bend Vector sensor 
光子学报
2017, 46(10): 1006002
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education and Guangdong Province, Shenzhen University, Shenzhen, 518060, China
Two promising post-treatment techniques, i.e. applying tensile strain and rising temperature, are demonstrated to enhance the mode-coupling efficiency of the CO2-laser-induced long period fiber gratings (LPFGs) with periodic grooves. Such two post-treatment techniques can be used to enhance the resonant attenuation of the grating to achieve a LPFG-based filter with an extremely large attenuation and to tailor the transmission spectrum of the CO2-laser-induced LPFG after grating fabrication.
Long period fiber gratings Long period fiber gratings fiber Bragg gratings fiber Bragg gratings optical fiber sensor optical fiber sensor temperature temperature tensile strain tensile strain optical fiber device optical fiber device 
Photonic Sensors
2015, 5(4): 339
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education/Guangdong Province, Shenzhen University, Shenzhen, 518060, China
Photonic crystal fibers are usually divided into two different types of fibers: solid-core photonic crystal fibers (PCFs) and air-core photonic bandgaps fibers (PBFs). We presented the fabrication methods and applications of long period fiber gratings (LPFGs) written in these two types of photonic crystal fibers by use of a CO2 laser. A stain sensor with a high sensitivity was demonstrated by use of an LPFG written in solid-core PCFs. An in-fiber polarizer based on an LPFG was fabricated by use of a focused CO2 laser beam to notch periodically on a PCF. A novel LPFG was written in an air-core PBF by use of a CO2 laser to collapse periodically air holes in the fiber cladding.
Long period fiber gratings fiber Bragg gratings photonic crystal fibers photonic bandgap fibers CO2 lasers 
Photonic Sensors
2013, 3(3): 193
油海东 1,2,*宁提纲 1李晶 1简伟 1[ ... ]陈宏尧 1
作者单位
摘要
1 北京交通大学光波技术研究所, 北京 100044
2 青岛农业大学理学与信息学院, 山东 青岛 266109
提出了一种基于长周期光纤光栅(LPFG)载边比(CSR)连续可调的单边带调制光载无线通信(RoF)系统。其核心单元是由偏振控制器(PC)、偏振分束器(PBS)、两个平行的长周期光纤光栅和偏振合束器(PBC)构成的载边比调节单元。通过调节偏振控制器输出的偏振角度,就可以实现载边比的连续可调。进一步分析了调制指数、长周期光纤光栅透射率峰值和马赫曾德尔调制器消光比对载边比的影响。仿真结果与理论分析结果具有很好的一致性。经40 km标准单模光纤(SMF)传输后的仿真实验表明,当载边比由13.22 dB调节到5.4 dB后,系统灵敏度提高了5.7 dB。
光纤光学 光载无线通信 载边比调节 单边带调制 长周期光纤光栅 
光学学报
2013, 33(7): 0706008
作者单位
摘要
1 重庆理工大学 电子信息与自动化学院, 重庆 400054
2 英国布里斯托大学, 工程学院, 英国 布里斯托 BS8 1TR
通过模式耦合理论, 建立了基于长周期光纤光栅(LPFG)的二层圆光波导模型; 结合传输矩阵法, 仿真得到了外部介质折射率呈线性分布情况下LPFG的透射谱。仿真结果表明: 该结构下的LPFG透射谱特性强烈依赖于外部介质折射率梯度, 当外部介质折射率梯度升高, 透射谱的损耗峰深度逐渐降低, 损耗峰3dB带宽逐渐增加, 且增加量与折射率梯度的增加量呈较好的线性关系; 当外部折射率梯度由1.111 1×10-7 riu/mm增加到1.111 1×10-5 riu/mm时, 其梯度灵敏度可达到2.2×107 nm·mm/riu。这一结果使折射率梯度的高灵敏度测量成为可能, 为设计和制作基于LPFG的折射率梯度传感器提供了一定的理论依据,并有望用于生化反应中微小尺度下折射率呈梯度分布的液相介质的测量。
光纤传感 长周期光纤光栅 模式耦合理论 传输矩阵法 折射率梯度 optical fiber sensing Long-Period Fiber Gratings (LPFG) mode coupling theory transfer matrix method Refractive Index (RI) gradient 
光学 精密工程
2013, 21(2): 316
Author Affiliations
Abstract
1 Key Lab of All Optical Network and Advanced Telecommunication, Institute of Lightwave Technology, Beijing Jiaotong University, Beijing, 100044, China
2 Physics Department of Xingtai College, Xingtai, 054001, China
Based on the full vector complex coupled mode theory, a detailed analysis is made on the transmission spectrum characteristics of tilted long period fiber gratings. New transmission peaks are observed, which are located beside the long wavelength side of each transmission peak in the transmission spectrum of normal long period fiber gratings. The emerging transmission peaks are quite sensitive to both the grating tilted angle and the surrounding refractive index, and the corresponding relationship is discussed. Furthermore, a novel sensing characteristic is investigated about the tilted long period fiber gratings, which is related to the transmission resonant wavelength and peak amplitude.
Optical fiber gratings fiber optic sensors tilted long period fiber gratings numerical analysis 
Photonic Sensors
2012, 2(2): 158

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