解放军理工大学通信工程学院, 江苏 南京 210007
提出了基于光纤光栅透射光斯托克斯参量测量的新型实时压力传感方法。深入分析了透射光第一斯托克斯参量和压力所致线双折射之间的单调变化关系。分析表明，入射线偏振光入射角度以及相应测量波长点的选择对系统灵敏度、线性度及动态范围有重要影响。利用光纤光栅和高速在线检偏器搭建了实时压力测量系统，实验数据验证了压力和透射光第一斯托克斯参量之间的单调变化关系，证明了此方法的可行性。最后对实验误差和系统性能进行了分析并提出了改进方案。
光栅 光纤光栅 压力传感 线双折射 斯托克斯参量 光学学报
2012, 32(11): 1128002
解放军理工大学通信工程学院， 江苏 南京 210007
利用光纤光栅的偏振特性感知外界参量变化是光纤光栅传感的新研究热点。提出利用光纤光栅第一斯托克斯参量s1感知外界压力的新方法。推导了光纤光栅压力所致线双折射和s1参量的关系，建立了压力、线双折射和s1参量三者之间的关系模型，分析了线偏振光入射角度对s1参量的影响。仿真表明，偏振光入射角度影响s1曲线的基准值，同时也影响左右波长测量点的对称性和线性度。利用光纤光栅和高速在线检偏器搭建了实时压力测量系统，测量了不同偏振光入射角度下s1参量受压力所致线双折射的影响曲线，验证了理论仿真结果。
光栅 光纤光栅 偏振态 线双折射 斯托克斯参量
1 解放军理工大学通信工程学院光纤通信实验室, 江苏 南京 210007
2 济南军区72556部队13分队, 山东 济南 250002
深入研究了线双折射光栅中透射光偏振特性的演变过程。采用耦合模理论和琼斯矩阵分析了传输距离、双折射大小、入射起偏态等因素对透射光偏振特性的影响, 并利用邦加球中描绘了偏振态的演变趋势。结果表明：光栅中的线双折射和传输距离会改变传输光的偏振态, 偏振态的波长相关曲线会随传输距离和线双折射的增大而不断扩展, 入射起偏态的不同并不改变偏振态的拓展趋势。同时, 第一斯托克斯参量与偏振相关损耗在峰值波长点上存在对应关系, 两者幅值均与线双折射呈单调递增关系, 可应用于传感测量。
光纤光栅 偏振态 线双折射 偏振相关损耗 斯托克斯参量 fiber Bragg grating state of polarization (SOP) linear birefringence polarization-dependent loss (PDL) Stocks parameter
Author Affiliations
Abstract
Key Lab of Broadband Optical Fiber Transmission and Communication Networks of the Ministry of Education, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China
The coupling between guided optical waves in magneto-optic fiber Bragg gratings (MFBGs) with linear birefringence is investigated using the eigen-mode and coupled-mode approaches. The relationship between the polarization-dependent loss (PDL) and the eigen states of polarization (SOPs) in the MFBGs is discussed. Only the MFBGs with low linear birefringence are applied to the peak PDL-based magnetic field measurement, after which the linear dynamic range is determined using the relative magnitude of linear and magnetically induced circular birefringence. In this letter, a theoretical model is presented to explain the experimental results and help develop novel MFBG-based devices.
光纤布拉格光栅 法拉第效应 线双折射 偏振相关损耗 060.3735 Fiber Bragg gratings 230.2240 Faraday effect 060.2300 Fiber measurements Chinese Optics Letters
2011, 9(1): 010601
1 解放军理工大学 通信工程学院,江苏 南京 210007
2 中国人民解放军96175部队,安徽 黄山 245600
由法拉第效应原理,通过测量磁场引起光纤布拉格光栅(FBG)的偏振相关损耗(PDL),可以测得磁感应强度大小。FBG中线双折射的存在,同样改变了光的偏振特性,仿真并实验验证了FBG固有偏振相关损耗的特点。利用琼斯矩阵法理论推导了FBG在既有双折射又有磁场影响时,输入线偏振光偏振态的变化规律。通过对偏振相关损耗与线偏振光起偏角和双折射大小的仿真分析可知,不同起偏角的线偏光对线双折射的敏感度不同。在线双折射的影响下,偏振相关损耗峰值随起偏角大小呈周期性变化,对磁场测量的灵敏度产生影响,而与磁感应强度的线性关系并未发生变化。
光纤光学 磁场测量 光纤布拉格光栅 偏振相关损耗 线双折射 偏振态 激光与光电子学进展
2010, 47(9): 090602
解放军理工大学通信工程学院,江苏 南京 210007
给出了基于偏振效应的光纤光栅磁场传感器的方法。为了降低传感器中线双折射对传感系统输出的影响, 提高测量系统的稳定性, 利用琼斯矩阵对线双折射及入射起偏角对系统输出特性的影响进行了理论推导及仿真, 研究了系统对线双折射变化的敏感度大小与起偏角的关系, 确定了最佳起偏角。以最佳起偏角入射, 可以将系统对线双折射变化的敏感度降到最低, 提高系统的稳定性和可靠性, 为光纤光栅磁场传感器的实用化设计提供了参考。
光栅传感器 电磁测 线双折射 起偏角 琼斯矩阵
解放军理工大学通信工程学院光纤通信实验室, 江苏 南京 210007
为了解决空间电磁场测量中的方向性问题,提出了三维测量和同时测量横、纵向磁场的两种方案。利用琼斯矩阵对三种晶体实例(TbY)IG、Ce∶YIG和YIG进行误差计算和仿真,并对MR4磁光玻璃的方向性进行实验测试,理论和实验都证明采用三维测量的方法是可行的。对于第二种方案,利用琼斯矩阵进行公式推导得出椭圆偏振光的方位角、椭偏角与法拉第旋转角、磁致线双折射的数值关系,证明了同时测量横向和纵向磁场分量的可行性。
光学测量 电磁场 方向性 磁致线双折射 三维测量
浙江大学,现代光学仪器国家重点实验室,浙江,杭州,310027
垂直光纤环面变化的轴向磁场会降低去偏陀螺的精度,因此提出减小轴向磁场灵敏度的新方法:用交叉绕法单模光纤环作为敏感环.与普通绕法相比,理想交叉绕法光纤环中的正反任一束光经过的路径可分为相等的两段,每段路径上产生的Faraday相位延迟大小相等、符号相反,整个路径上相互抵消,从而两束光不存在与磁场有关的Faraday非互易相位差.仿真结果表明,交叉环有很低的轴向磁场灵敏度,与轴向磁场灵敏度为23.4°/(h·mT)的普通环相比,其他参数相同、不对称度为1%的交叉二极子光纤环,轴向磁场灵敏度仅为0.23°/(h·mT).
光纤陀螺 轴向磁场 Faraday非互易相位差 残余线双折射
1 中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点联合实验室, 北京 100083
2 国家光电子工艺中心, 北京 100083
从理论上分析了硅基二氧化硅光波导器件的芯区尺寸、相对折射率差、内应力和弯曲半径对器件偏振特性的影响,得出结论：小折射率差的正方形波导的双折射系数小;内应力对双折射的影响比几何参数大;弯曲半径较小时,双折射系数较大,弯曲损耗也较大。
偏振 线双折射 硅基二氧化硅光波导
