李力 1郑家容 1,2马修泉 1,3,4,*
作者单位
摘要
1 华中科技大学机械科学与工程学院,湖北 武汉 430074
2 广东国志激光技术有限公司,广东 东莞 523835
3 湖北光谷实验室,湖北 武汉 430074
4 数字制造装备与技术国家重点实验室,湖北 武汉 430074
基于非等温流模型对光纤拉锥过程进行了有限元建模,实现了多种复杂工况下的光纤拉锥轮廓的计算,将计算结果与拉锥实验结果进行了对比,尺寸误差在6 μm以内。建立了反向传播(BP)神经网络,并利用非等温流模拟结果构建训练集进行训练,实现了对光纤拉锥最终尺寸的快速预测,预测结果与仿真结果差别最大为1.7 μm。
光纤光学 光纤拉锥 非等温流 神经网络 数值模拟 
中国激光
2023, 50(11): 1101015
作者单位
摘要
湖北师范大学 物理与电子科学学院, 湖北 黄石 435002
该文设计并制作了一款简易的拉锥空心光纤的高灵敏度传感器, 通过实验测量了其温度与应力特性。首先利用光纤熔接机在两段标准单模光纤之间熔接一段空心光纤, 再对准空心光纤中间位置进行放电, 同时运用两个步进电机在单模光纤两端施加一定的拉力, 这导致法布里-珀罗干涉仪转换为马赫-曾德尔干涉仪。实验结果表明, 此拉锥过程使光纤传感器的温度灵敏度从理论值0.85 pm/℃提升到69.1 pm/℃, 约提升了81.3倍, 轴向应变灵敏度最高可达3.6 pm/με。该器件具有体积小、结构简单和灵敏度高等特点, 在航空航天、医疗监测等领域具有广阔的应用前景。
温度传感器 应力传感器 空心光纤 拉锥 干涉仪 光纤熔接 temperature sensor strain sensor hollow fiber tapered interferometer optical fiber splicing 
压电与声光
2023, 45(1): 139
作者单位
摘要
1 南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院,江苏 南京 210023
2 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室,上海 201800
3 国科大杭州高等研究院物理与光电工程学院,浙江 杭州 310024
稀土掺杂石英光纤具有物化性能稳定、机械强度高、易于系统集成等优点,是目前光纤激光器最核心的增益介质,但其稀土掺杂浓度一般较低(<2%)。利用溶胶凝胶法和高温烧结工艺制备了Tm3+掺杂浓度为8.29×1020 cm-3的高硅氧玻璃,并表征了其光谱性能。采用溶胶镀膜和二次熔融拉锥方法制备了芯径约为4 μm、外径为125 μm的石英光纤,其可与商用无源光纤进行熔接。利用全光纤化线性腔结构,以制备的不同长度掺Tm3+石英光纤作为增益介质,均可实现1947 nm激光输出,光信噪比约为70 dB;当光纤长度为4.6 cm时,斜率效率高达14.1%;同时搭建了掺铥光纤放大器,测得光纤小信号净增益系数为0.48 dB/cm。研究结果表明,该新型光纤制备方法可为高浓度掺铥石英光纤提供新途径,有望推动其在2.0 μm单频及高重频锁模光纤激光器中的应用。
激光器 光纤激光器 Tm3+高掺石英光纤 溶胶凝胶法 熔融拉锥 
光学学报
2023, 43(4): 0414001
作者单位
摘要
湖北师范大学 物理与电子科学学院, 湖北 黄石 435002
该文介绍了一种基于马赫-则德尔干涉仪(MZI)与二甲基硅油(DSO)相结合的高灵敏度光纤温度传感器。传感器由MZI及填充在其表面的DSO组成。MZI由单模光纤-锥形无芯光纤-单模光纤构成。填充DSO后,MZI的谐振峰向右有小的漂移。通过跟踪MZI谐振峰波长随温度的变化,对环境温度进行测量。经测试,传感器的温度灵敏度为-97.7 pm/℃,而未填充DSO的MZI温度灵敏度为-50.1 pm/℃,传感器灵敏度提高了约1.95倍。该传感器具有结构制作简单,造价低及灵敏度高等优点,具有一定的应用前景。
光纤温度传感器 马赫-则德尔干涉仪(MZI) 二甲基硅油(DSO) 无芯光纤 光纤拉锥 fiber optic temperature sensor Mach-Zehnder interferometer (MZI) dimethyl silicone oil (DSO) no-core fiber fiber tapering 
压电与声光
2022, 44(5): 796
作者单位
摘要
中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
该文采用泵浦光纤预拉方法得到一款泵浦耦合效率82%, 信号光通过率98%, 信号输入与泵浦输入隔离度33 dB, 泵浦光反向隔离度24 dB的高效熔锥型侧面泵浦耦合器。将该耦合器应用于自制的20 W脉冲激光器, 实现了峰值功率为7 kW的稳定激光输出。研究结果表明, 所研制的熔锥型光纤侧面泵浦耦合器在高功率光纤激光器和光纤放大器中具有很好的应用前景。
侧面泵浦 耦合器 双包层光纤 熔融拉锥 side-pump coupler double-clad fiber fused biconical taper 
压电与声光
2022, 44(3): 463
付敏 1李智贤 1王泽锋 1,2,3陈子伦 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 高能激光技术湖南省重点实验室,湖南 长沙 410073
3 大功率光纤激光湖南省协同创新中心,湖南 长沙 410073
在基于光纤功率合束器的高功率合成方案中,合成后激光保持好的光束质量是当前激光领域亟待解决的问题之一。实现了一种高光束质量光纤功率合束器的研制。首先,利用仿真软件建立3×1光纤功率合束器模型,对影响功率合束器光束质量和传输效率的因素进行了仿真,得到了制作合束器最佳参数的理论值;其次,基于光纤包层腐蚀技术,根据仿真结果利用熔融拉锥光纤束技术研制了一种输出光纤为50/400 μm (NA=0.12)的高光束质量3×1光纤功率合束器;最后,利用三台3 kW的光纤激光器对其进行了测试,在总输入功率为8.95 kW的情况下,合束后输出功率为8.62 kW,整体传输效率大于96%,光束质量M2=4.035。
功率合束器 光纤激光器 拉锥熔融 光束质量 fiber signal combiner fiber laser taper-fused beam quality 
红外与激光工程
2022, 51(5): 20210354
作者单位
摘要
西安石油大学 陕西省油气井测控技术重点实验室和中国石油集团测井重点实验室, 陕西 西安710065
该文设计并制作了一种基于熔融拉锥技术的温度和折射率传感器。该结构是将一段单模光纤(SMF)两端级联无芯光纤(NCF), 并通过火焰熔融拉锥技术把中间的单模光纤进行拉锥处理, 从而构成了马赫-曾德尔光纤干涉仪(MZI), 两个无芯光纤分别充当分束器和耦合器。实验研究了该传感器对于温度和折射率的光谱响应特性, 研究表明, 当温度升高时, 透射光谱出现红移现象, 其响应灵敏度为43.96 pm/℃, 线性度为0.990 5。当传感结构置于折射率1.341 6~1.382 32的蔗糖溶液中时, 透射光谱强度随着折射率的增加而变大, 其响应灵敏度为366.68 dB/RIU, 线性度为0.989。
光纤传感器 马赫-曾德尔 光纤熔融拉锥技术 无芯光纤(NCF) 温度 折射率 fiber sensor Mach-Zehnder fiber fusion taper technology no-core fiber(NCF) temperature refractive index 
压电与声光
2021, 43(6): 766
徐妍妍 1,2李俊 1,2李浩 1,2赵雨佳 1[ ... ]周爱 1,*
作者单位
摘要
1 武汉理工大学光纤传感技术国家工程实验室, 湖北 武汉 430074
2 武汉理工大学材料科学与工程学院, 湖北 武汉 430074
提出了一种基于拉锥七芯光纤的湿度传感器,七芯光纤熔接于两段单模光纤(SMF)的中间,利用氢氧焰拉锥技术对七芯光纤进行熔融拉锥,光纤拉锥后因其激发的包层基模和高阶模之间发生干涉形成马赫-曾德尔干涉仪(MZI)。研究结果表明光纤直径越小,传感结构的折射率灵敏度越高,锥区直径为10 μm时传感结构的灵敏度最高为1123 nm/RIU。将七芯光纤与亲水性材料氧化石墨烯(GO)薄膜结合制得湿度传感器,实验测得湿度灵敏度的最大值为-0.0535 nm/(%RH)。该传感器具有灵敏度高、制备简单、稳定性好的优势,可广泛应用于生物化学传感领域。
光纤光学 光纤传感 熔融拉锥 湿度 氧化石墨烯 
中国激光
2021, 48(23): 2306002
作者单位
摘要
中国航空工业集团公司 西安飞行自动控制研究所,西安 710065
光纤拉锥是光纤器件制作中的一项重要技术,为了研究快速往复移动温区熔融拉锥系统中锥区形貌与各拉锥参数的关系,基于体积不变原理,建立了往复运动温区熔融拉锥系统在满足温区运动速度大于光纤拉伸速度条件下的理论模型,详细描绘锥区形貌形成过程,推导出锥区直径、锥区平坦区长度与温区运动次数、温区运动速度、光纤拉伸速度、温区往复运动距离以及温区宽度与光纤初始直径之间的定量关系,并进行验证,实验结果与理论分析一致。
熔融拉锥 移动温区 锥区形貌 形貌控制 fused taper moving hot-zone taper waist shape shape control 
光通信技术
2021, 45(2): 16
作者单位
摘要
1 上海理工大学 理学院,上海 200093
2 上海理工大学 上海市现代光学重点实验室,上海 200093
为解决干涉型光纤应变传感器自由光谱范围较小或干涉条纹精细度较低等问题,提出了一种基于单拉锥光纤布拉格光栅的法布里-珀罗腔的应变传感结构及其改进方案。利用啁啾光纤布拉格光栅不同位置反射不同波长的特性,形成腔长随波长连续变化的法布里-珀罗腔,得到了无穷大的自由光谱范围且谐振谷精细度高。数值计算结果表明,应变传感灵敏度与拉锥光纤的腰区直径和栅区长度正相关。在0~300 με范围内,当腰区直径为光纤直径的3/25,栅区长度为30 mm时,应变传感灵敏度为7.05 pm/με。该结果对其他干涉型传感结构的设计具有一定的参考价值。
拉锥布拉格光栅 法布里-珀罗腔 自由光谱范围 应变传感 啁啾布拉格光栅 tapered Bragg grating Fabry-Perot cavity free spectrum range strain sensing chirped Bragg grating 
应用光学
2020, 41(5): 1129

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