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激光器与激光光学
熊英  羊毅  郝培育  李毅  孟轩  
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摘要
为解决机载远程单光子测距激光器热稳定性差、受背景光噪声影响大的问题,提出了一种适用于机载环境的小型化、窄线宽、低能耗激光器设计方案。激光器采取主振荡功率放大构型。种子源激光器使用反射式体布拉格光栅作为耦合输出镜,在重复频率为10 kHz条件下,获得线宽为0.035 nm激光输出,光束质量为Mx2=1.303My2=1.271,光光转换效率为44.4%;放大器选用innoslab构型放大激光能量,可以有效缓解热问题、提升光束质量。为此,采用蒙特卡罗方法建立单光子测距回波信号模型,验证了提高激光器性能可以降低激光抖动对精度的影响,同时较窄的线宽输出可以采用相匹配的窄带滤光片来减少背景噪声干扰,从而提高测距精度。
激光与光电子学进展
2021, 58(3): 0314007-1
光纤光学与光通信
摘要
光纤布拉格光栅(FBG)具有复用能力强、灵敏度高、体积小、耐腐蚀等优点,广泛应用于多种工程监测中。使用193 nm准分子激光器在标准通信单模光纤(康宁,SMF-28)上制备了高反射率FBG阵列,并对其进行了约两个月的长期退火实验研究;设计了一种光纤高温传感系统,可在400 ℃以下对环境的温度进行准分布式测量,测温误差小于0.2 ℃。
激光与光电子学进展
2021, 58(1): 0106001
光传感
摘要
流量测量在工业生产过程中极其重要,基于光纤布喇格光栅(FBG)的流量传感器具有一系列的优点而备受重视。结合研究成果,详细说明了常见的的靶式FBG流量计、压差式FBG流量计、涡轮式FBG流量计以及其它类型的FBG流量传感器的测量原理和实验情况,最后展望了基于FBG的流量传感器的发展方向。
光通信技术
2021, 45(1): 1
算法研究
刘雁飞  李志斌  
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摘要
光纤布喇光栅(FBG)在构成大型传感网络时,由于光源带宽有限会出现光谱重叠的问题。提出了一种人工蜂群(ABC)算法及改进ABC(IABC)算法的解调技术,结合谱形复用技术与IABC算法对光谱重叠中的各个光栅的波长进行识别,并对多个FBG传感系统进行实验仿真与分析。实验结果表明:IABC算法在多FBG传感复用系统中的解调误差不超过3.6 pm,解调时间不超过7 s,温度测量精度达0.5 ℃,解决了多个FBG传感网络部分重叠和完全重叠问题。
光通信技术
2021, 45(1): 52
光学器件
刘莹  范杰  齐军  邹永刚  [ ... ]王海珠  郝永芹  马晓辉  
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摘要
受光栅制作工艺的影响,光栅参数的轻微偏移极易导致耦合系数偏离设计值从而影响分布式反馈(DFB)半导体激光器性能。通过微扰下的耦合模理论与数值仿真相结合的方式,对侧向非对称光栅的耦合系数特性进行了深入分析。当光栅宽度与脊型区宽度之比在一定范围内时,两个亚光栅之间非对称距离的引入使波导内的光场产生轻微偏移,光场的耦合状态发生改变。这有利于光栅的耦合系数稳定在一个合理的范围内,有效地缓解了占空比等参数对光栅耦合系数的影响,降低光栅工艺误差对DFB半导体激光器性能的影响;此时谐振腔内光子密度均匀分布,避免了常规光栅结构易引发的空间烧孔效应,有助于半导体激光器窄线宽激光的输出。本文工作将为侧向非同步耦合光栅的设计与应用提供理论参考。
光学学报
2021, 41(8): 0823020
光纤光学与光通信
辛鑫  吴永武  刘慧敏  陈俊琏  [ ... ]彭飞  钟年丙  
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摘要
为了实现高温高湿环境下氢气浓度稳定准确的检测,提出了一种新的光纤布拉格光栅(FBG)氢气传感器制作方法。首先,在FBG表面自聚合组装聚多巴胺涂层,并将组装成的涂层用于吸附氯化钯溶液中的钯离子、形成钯核,以增强钯核在光纤表面的黏附强度。其次,利用还原剂为钯离子提供还原位点,将钯核生长为致密的钯膜。再次,在钯膜表面涂覆一层氧化硅超疏水薄膜,以增强光纤在高湿环境下运行的稳定性。最后,引入温度补偿单元,消除温度对氢浓度测量产生的影响。实验研究了聚多巴胺厚度、还原剂种类、钯膜厚度和温湿度对传感器氢敏响应特性的影响。研究发现,在温度为30~70 ℃、相对湿度为20%~90%的范围内,传感器能稳定准确地响应氢气浓度的变化,灵敏度达10.80 pm/%、相对误差小于7.2%。
光学学报
2021, 41(4): 0406002
Early Posting
摘要
A full-open-cavity wavelength-tunable random fiber laser (WT-RFL) with compact structure and hundreds of picometers tuning range is proposed and demonstrated. A π-FBG is used in the WT-RFL as a filter to select lasing wavelengths. The two random Bragg grating arrays (RBGA) and a section of high gain of the erbium-doped fiber result in a low lasing threshold and high stability. A numerical model to analyze the tunable characteristics is developed. The results show that the laser threshold is 22 mW, and the maximum peak-power fluctuation is 0.55 dB. To the best of our knowledge, it is the first time to propose a compact and full-open-cavity WT-RFL with two RBGAs and a π-FBG.
Chinese Optics Letters
2021, 19(9):
Fiber Optics and Optical Communications
摘要
A phase-shifted fiber Bragg grating (PS-FBG) based on a microchannel was proposed and realized by combining the point-by-point scanning method with chemical etching. The PS-FBG is composed of a fiber Bragg grating (FBG) and a microchannel through the fiber core. The microchannel can introduce phase shift into the FBG. What is more important is that it exposes the fiber core to the external environment. The phase shift peak is sensitive to the liquid refractive index, and it shows a linear refractive index response wavelength and intensity sensitivity of 2.526 nm/RIU and -111 dB/RIU, respectively. Therefore, such gratings can be used as sensors or tunable filters.
Chinese Optics Letters
2021, 19(3): 030602
光纤光学与光通信
张旭  侯茂盛  刘智超  刘涛  李丽娟  
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摘要
随着航空航天制造业和高性能飞行器的不断发展,大曲率板壳结构得到了广泛应用。针对由预应力和尺寸位置偏差等因素引起的装配变形问题,利用光纤布拉格光栅(FBG)传感器对板壳结构的曲面重构算法进行研究。建立了波长偏移量与曲率的关系,得到曲面重构算法所需的曲率数据,应用分段拟合算法计算全部测点的坐标增量,从而实现曲线重构。在此基础上,对实测板壳结构曲面进行重构,并将ANSYS仿真曲面测点处的理论数据与实际重构变形曲面测点数据进行对比,结果表明,该算法有效性较高,为板壳结构件的变形预测和修正提供了技术支撑。
激光与光电子学进展
2020, 57(9): 090603
光纤光学与光通信
陈剑  郭永兴  张礼朋  
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摘要
提出一种由双玻璃纤维薄片、石英光纤布拉格光栅,及两段玻璃纤维护管组成的,并采用高温胶黏剂封装的片式应变传感器。该传感器不含金属材料,不受强电力电磁干扰。制备出3个传感器原型,将其安装在等强度悬臂梁上进行全面的性能测试实验。测试结果表明:3个传感器均具有良好的测量重复性(误差小于3.43%)和线性(线性拟合系数均大于0.999),应变灵敏度一致性高;温度补偿误差在22 pm以内,补偿能力良好;还具有良好的抗蠕变性能。因此,所设计的传感器具有优越的测量性能,能够满足野外环境下电力设施的长期应变监测要求。
激光与光电子学进展
2020, 57(9): 090601
00 11