1 广东工业大学信息工程学院先进光子技术研究院，广东 广州 510006
2 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001
3 通感融合光子技术教育部重点实验室，广东 广州 510006
4 广东省信息光子技术重点实验室，广东 广州 510006
光频域偏振测量（OFDP）是一种基于扫频激光干涉原理的分布式光纤偏振测试技术，它能够精确获取保偏光纤、器件、组件与光路的偏振特性及其空间分布，实现高性能器件与光路的性能测试与质量评价，以及缺陷分析与故障诊断。OFDP优点是可兼顾超高测量灵敏度、超大测量范围、高精细度、长测量距离、动态快速测量等，已逐渐发展成为性能最优的分布式光纤测量技术之一。本文回顾了OFDP的测量原理，定量分析了分布式偏振串音的测量极限，综述了分布式偏振测试性能提升的若干关键技术，给出了高精度偏振器件与光路的测试典型应用，并讨论了其技术挑战和未来潜在的研究方向。
光频域偏振测量 分布式光学测量 偏振串音 保偏光纤与器件 光纤陀螺 激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0112002
1 河北大学物理科学与技术学院光信息技术创新中心，河北 保定 071002
2 河北省光学感知技术创新中心，河北 保定 071002
随着应变、温度、振动等分布式光纤传感技术的不断深入发展和产品化程度的不断推进，人们越发意识到分布式横向压力光纤传感的重要性，尤其是准分布式光纤光栅等压力传感器在某些重要应用领域的不足越发凸显，对分布式横向压力光纤传感的研究更加迫在眉睫。与其他参量的分布式光纤传感技术相比，分布式横向压力光纤传感基础技术不足、存在机理瓶颈，参量转换的间接测量方法存在复杂度高、准确性差、难以实用化等显著问题。本文在综述前人所开展的分布式压力光纤传感技术原理和存在问题的基础上，重点讨论近些年本课题组在基于偏振分析的分布式横向压力光纤传感方面率先开展的工作和取得的研究成果，主要集中在基于保偏光纤偏振串扰分析和单模光纤分布式全Mueller矩阵偏振分析的分布式横向压力光纤传感涉及的测量与解调系统、传感介质、系统性能及典型应用等方面，也对分布式横向压力光纤传感未来的发展方向与前景进行了展望。
分布式光纤传感 横向压力 偏振分析 保偏光纤 单模光纤
武汉理工大学 光纤传感技术与网络国家工程实验室，湖北 武汉 430070
该文介绍了一种灵敏度较高的Mach-Zehender干涉温度传感器，在单模光纤之间嵌入一段保偏光纤，并通过重叠挤压放电方式形成反向凸起锥，形成单模光纤-保偏凸锥形光纤-单模光纤结构的传感器，凸锥结构增加了包层模式的能量，提高了传感器透射谱对比度。实验证明，当保偏光纤长度为2.5 cm时，在30~70 ℃内温度灵敏度达到最大值126.45 pm/℃。此外，该文通过计算不同偏振模式及相应的模式传播常数，分析得到参与模式干涉的主要成分，从而验证了温度灵敏度测试的精准度。此结构的传感器具有结构紧凑、尺寸小、制作工艺简单的特点，可被应用于温度传感测量。
Mach-Zehender干涉 保偏光纤 温度传感器 干涉仪 光纤熔接 Mach-Zehender interference polarization-maintaining fiber temperature sensor interferometer optical fiber welding
光学 精密工程
2023, 31(24): 3540
上海大学通信与信息工程学院特种光纤与光接入网重点实验室，上海 200444
相对于常见的多波长激光器，正交偏振多波长激光器可输出相邻波长偏振正交的多波长激光，可有效消除密集波分复用（DWDM）系统中相邻波长信道的干扰，在光纤传感、光纤通信和光谱检测领域中具有广泛应用。基于保偏光纤（PMF）中的受激布里渊散射（SBS）的轴向偏振牵引效应，设计并实现了具有单倍和2倍布里渊频移（BFS）间隔的偏振正交分插复用多波长布里渊随机光纤激光器（OPI-MWBRFL）。首先，采用3 km长PMF布里渊随机激光腔，实现了7个波长的单BFS间隔正交多波长激光输出，相邻波长偏振消光比不低于33 dB。其次，通过级联21 km长距离单模光纤（SMF）布里渊随机激光腔和3 km长PMF随机腔，实现了具有2倍BFS间隔的正交多波长（4个波长）激光输出，相邻波长偏振消光比可达34 dB。所实现的偏振正交方案由PMF中的SBS轴向偏振牵引的物理机理决定，因此不仅可以实现优良的波长间偏振正交，而且对系统的偏振准直要求低，具有良好的工作稳定性。系统监测实验验证了OPI-MWBRFL系统的良好稳定性。
激光器 正交偏振分插复用 保偏光纤 非线性偏振牵引 受激布里渊散射 中国激光
2023, 50(23): 2301012
中国电子科技集团公司第十一研究所 固体激光技术重点实验室, 北京 100015
为了提升高能偏振光纤激光器输出激光偏振态稳定性, 通过阐述反向保偏光纤耦合器反向消光比基本原理, 采用信号光源与(6+1)×1反向保偏光纤耦合器研制相结合, 取得了反向保偏光纤耦合器信号保偏光纤直径、信号保偏光纤应力区物理变化等因素和反向保偏光纤耦合器反向消光比的关系。结果表明, 信号保偏光纤直径越小, 输出偏振激光的偏振态越稳定, 反向消光比大于49 dB,同时促进反向保偏光纤耦合器抽运光纤臂耦合效率提升至98%以上; 正向偏振激光输出光纤应力区物理结构变化越明显, 经反向保偏光纤耦合器反向输出偏振激光的偏振态越不稳定。该研究可为制备高消光比、高能偏振光纤激光器提供参考。
激光器 反向保偏光纤耦合器 反向消光比 高能 lasers reverse polarization-maintaining optical fiber cou reverse extinction ratio high-energy
1 海南师范大学物理与电子工程学院海南省激光技术与光电功能材料重点实验室，海南 海口 571158
2 齐鲁工业大学（山东省科学院）海洋仪器仪表研究所，山东 青岛 266061
3 青岛海洋科技中心，山东 青岛 266237
为了进一步提高传统保偏光纤的双折射，设计了一种高双折射椭圆芯类矩形保偏光纤，该光纤具有一个椭圆芯和两个对称的类矩形应力区。采用数值模拟的方法，全面研究了类矩形应力区的尺寸和纤芯的椭圆度对保偏光纤双折射特性的影响。通过优化参数得到椭圆芯类矩形保偏光纤在1550 nm波长下的双折射为8.0794×10-4，与传统熊猫型保偏光纤的双折射相比增加了近一倍。此外，还研究了所设计光纤在C通信波段（1530~1565 nm）内双折射与波长变化的关系。该光纤结构简单，具有应用于光纤通信和光纤传感领域的潜力。
保偏光纤 保偏性能 模式双折射 结构优化 光学学报
2023, 43(20): 2006007
强激光与粒子束
2023, 35(9): 091004
1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
3 脉冲功率激光技术国家重点实验室，湖南 长沙 410073
线偏振超连续谱光源是具有线偏振特性的宽光谱激光光源，是连接偏振光学与非线性光学的一个很好的纽带，在高光谱成像照明、光学相干层析等领域有重要应用。近几年关于线偏振超连续谱的研究报道逐渐增多，研究人员已经针对线偏振超连续谱的偏振度提高、相干性增强、光谱平坦度提高、功率提升以及光谱拓展等重点问题开展研究工作，并取得重要进展。本文介绍线偏振超连续谱的研究进展，总结分析线偏振超连续谱产生中的关键技术，并介绍与分析两种针对线偏振超连续谱的偏振消光比测量方法。
偏振消光比 线偏振 超连续谱 保偏光纤 光纤激光器 光学学报
2023, 43(17): 1719003
1 西南技术物理研究所，四川 成都 610046
2 长春理工大学 物理学院，吉林 长春 130022
3 鹏城实验室 数学与理论部，广东 深圳 518000
采用半导体可饱和吸收镜的锁模光纤激光器是构建皮秒脉冲光纤放大器的热门候选种子光源之一。本文利用非线性薛定谔方程从理论上分析了单模传输光纤和单模增益光纤的模场半径、增益光纤的光纤长度、光纤布拉格光栅的反射率、半导体可饱和吸收镜的调制深度、非饱和损耗和饱和通量对输出脉冲特性的影响。对输出激光的脉冲和光谱特性也进行了理论研究。根据仿真结果，搭建了基于非保偏线型腔和SESAM的掺镱锁模光纤激光器系统。在没有任何腔内色散补偿和外部偏振控制的情况下，获得了中心波长为1.06 μm、脉冲宽度小于12.51 ps、光谱宽度为0.32 nm、重复频率为37 MHz、输出功率为2 mW的稳定锁模脉冲激光输出。在我们的实验中，激光脉冲的光谱边缘平滑，光谱分布非常接近高斯线型。最后，通过系统的仿真，近红外锁模光纤激光器的整体结构得到了优化。本文介绍的锁模光纤激光器具有紧凑的非保偏光纤结构、精简的腔内配置和较少的元器件、高质量的输出脉冲相关特性，有望为下一代皮秒脉冲光纤激光器提供性能优异的实用化种子光源。
非保偏光纤 高斯线型光谱 锁模光纤激光器 结构优化 non polarization maintaining fiber Gaussian linear spectrum mode-locked fiber laser structural optimization
