In this study, we experimentally demonstrate a miniature fiber thermometer based on tip-integrated ZnO-nanowire-nanograting. The sensor has a diameter less than 1 μm and the length of the Bragg grating is sub-10 μm. The ZnO-nanowire-nanograting is sensitive to the environmental temperature change. Thus, the intensity of the light whose wavelength is in the rising or falling region of the nanograting spectrum will vary with the shift in wavelength due to change in temperature. Taking one wavelength (655 nm) in the rise linear region of the nanograting spectrum, a sensitivity of 0.066 nW/℃ in the air is achieved experimentally. The proposed temperature sensor has the superiorities of compactness, stableness, and easy fabrication compared to regular fiber grating sensors, offering great potential for detecting inside minimal volume environments.

多芯传输系统有望解决未来大容量数据传输的问题。然而在整个通信系统中多芯信号的中继目前面临着许多困难, 例如信道增益的不均衡、多芯泵浦光的分束耦合等。其中泵浦光和增益多芯光纤纤芯间的均匀耦合由于决定着多芯光纤增益的效率和对应纤芯增益的均衡和系统能效的利用率, 成为多芯系统放大的关键问题之一。基于此, 设计了一种基于光纤端面的超透镜耦合装置, 通过适当优化超透镜子结构的分布, 最终可以使得泵浦光可以多点聚焦到耦合多芯光纤的焦平面。相比于空间光耦合光纤系统, 减少泵浦光的浪费。理论设计和数值仿真结果表明光纤包层中的光可以在光纤端面分点聚焦, 从而使得泵浦光的分流和纤芯聚焦, 总的光强利用率达90%以上, 为后续有源光纤实现芯泵提供解决思路。

提出了一种利用局域温度控制的高精度相移控制技术制备多相移光纤光栅滤波器的方法。首先,分析了多相移光纤光栅中相移量和相移位置的误差对多相移光纤光栅滤波器的插入损耗、带宽和形状因子的影响,得到了高性能多相移光纤光栅制备所需的相移量精度(0.0029π)和相移位置精度(368 μm)。然后,实验证实了利用局域温度控制引入高精度相移(相移量精度为0.0007π,相移位置精度为30 μm)的可行性。最后,利用所提方法制备了多相移光纤光栅,并对其光谱进行了测试和理论仿真。结果表明,基于所提方法制备的多相移光纤光栅滤波器的频率响应接近理论仿真下的理想滤波器特性,插入损耗约为0.5 dB,3 dB带宽约为366 MHz,20 dB带宽约为972 MHz,形状因子约为0.38。所提制备多相移光纤光栅滤波器的方法精确、简单、经济,没有对光纤光栅的结构造成永久性的改变,具有相移量可擦除的优势,可进一步应用于制备新型可调谐光纤滤波器。

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.

在考虑波导效应、弹光效应等因素后，详细地理论分析了长周期光纤光栅(LPFG)的横向负载传感特性，包括谐振波长漂移及谐振峰分化后的双峰间距与横向负载、光偏振的关系，模拟计算了单模光纤长周期光栅的横向负载传感特性。理论分析和计算结果表明，长周期光纤光栅谐振波长随横向负载的漂移量和方向与光源的偏振方向有关，加载方向偏振光的谐振波长向短波长漂移，加载正交方向偏振光的谐振波长向长波长漂移，后者的漂移量为前者的2倍以上。横向负载产生的双折射使谐振峰分化为两个子峰，两子峰谐振波长及其间距与横向负载成线性关系，可用于横向负载的高灵敏绝对测量。该结论与已有的长周期光纤光栅横向负载实验结果一致。

环形谐振器因体积小、功能强、结构简洁等优点长期以来一直在光无源、有源器件的设计和制作中发挥着重要的作用。对光纤的弯曲损耗特性进行了深入分析,指出只有采用微细光纤才能降低全光纤法所制作的环形谐振器的尺寸,加宽器件的自由光谱范围(FSR)获得更好的精细度和品质因子。然后,在改进熔融拉锥技术的同时,保持慢变、绝热条件拉制出在80 mm长度范围内具有良好均匀性、半径为5 μm的高质量微细光纤,在此基础上采用自缠绕法研制出半径仅为500 μm,谐振效果明显加强的全光纤型微环谐振器,从而很好地解决了集成型微环谐振器较高的弯曲损耗和连接损耗问题。

根据光纤包层中的倏逝场机制,将具有热光效应的聚合物材料直接覆盖在侧边抛磨光纤上,进行了全光纤热光型可变光衰减器(VOA)的研究。根据理论分析,确定了在侧边抛磨光纤的抛磨区上覆盖材料的折射率与纤芯中光衰减量之间的关系,为选择适当折射率的热光材料提供依据。设计适当的侧边抛磨区,利用先进的轮式侧边抛磨技术,制备了侧边抛磨光纤,以达到最佳可变光衰减效果。采用螺绕电极和优化封装,制作出性能优良的全光纤热光型可变光衰减器。性能测试表明,器件插入损耗小于0.1 dB,衰减范围为0～80 dB,偏振相关损耗小于0.02 dB,背向反射大于70 dB。该方法制作的全光纤热光型可变光衰减器具有可用电驱动调控、可靠性高等优点。