中文名 | 新型保偏光纖光柵耦合器研究 | 項目類別 | 青年科學(xué)基金項目 |
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項目負責人 | 楊華勇 | 依托單位 | 中國人民解放軍國防科技大學(xué) |
目前的光分插復(fù)用器大部分是由多個分立光學(xué)(或光纖)元件組合而成的非全光纖器件,插入損耗大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高。本項目首次提出一種新型保偏光纖光柵耦合器,該器件綜合了光纖光柵優(yōu)良的波長選擇特性和光纖耦合器的多端口特點,特別是具有重要的偏振保持能力,可制成結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定優(yōu)良的全保偏光纖光分插復(fù)用器,以便和其它光纖器件構(gòu)成全光纖系統(tǒng)尤其是全保偏干涉型光纖傳感陣列系統(tǒng),從而實現(xiàn)大規(guī)模全光纖密集波分復(fù)用傳感陣列。項目通過建立保偏光纖光柵耦合器的理論模型,采用超模理論進行計算分析和結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化,研究保偏光纖光柵耦合器的一體化制作工藝技術(shù)和指標測試方法,并研究兩個以上的保偏光纖光柵耦合器級聯(lián)在大規(guī)模全光纖波分復(fù)用傳感陣列中的應(yīng)用。本項目的研究成果對于密集波分復(fù)用保偏光纖傳感技術(shù)的發(fā)展和工程應(yīng)用將會產(chǎn)生源頭性的推動作用。 2100433B
批準號 |
60507010 |
項目名稱 |
新型保偏光纖光柵耦合器研究 |
項目類別 |
青年科學(xué)基金項目 |
申請代碼 |
F0502 |
項目負責人 |
楊華勇 |
負責人職稱 |
教授 |
依托單位 |
中國人民解放軍國防科技大學(xué) |
研究期限 |
2006-01-01 至 2008-12-31 |
支持經(jīng)費 |
24(萬元) |
保偏光纖熔融拉錐機就是制作保偏光纖材質(zhì)的耦合器,就是將兩根或者多根光纖熔拉,在特定一些條件下,形成波導(dǎo),做成1x2或者1xN 等coupler(光耦合器),保偏光纖耦合器就是屬...
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光柵是指用特殊加工手段(如激光雕刻)對光纖進行加工后使其只能反射一段特定波長(如1392nm)的光纖,其它波長的光任然可以通過。作用主要應(yīng)用在光柵傳感器上,原理是:當光纖光柵周圍的環(huán)境(如溫度、應(yīng)力)...
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針對光纖布拉格光柵(FBG)溫度和應(yīng)變的交叉敏感問題,設(shè)計了一種帶熔點保偏光纖光柵(PMFBG)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)通過將2段保偏光纖帶加大推進量熔接,形成中間凸起結(jié)構(gòu),然后在熔點位置寫入光柵。文中首先采用熊貓保偏光纖設(shè)計制作了該結(jié)構(gòu),并搭建實驗裝置測試其在(0~2)N軸向應(yīng)力作用下的反射光譜,發(fā)現(xiàn)PMFBG快軸和慢軸的反射譜均分裂成2個峰值,隨著軸向應(yīng)力的增加,反射譜整體產(chǎn)生紅移,同時分裂的2個峰值強度的比值單調(diào)減小,且不受溫度的影響。隨后,采用有限元法分析了該結(jié)構(gòu)的軸向應(yīng)變分布,并基于傳輸矩陣法仿真分析了該PMFBG反射光譜隨應(yīng)力的變化特性,仿真與實驗結(jié)果的一致性較好。證實可利用PMFBG反射光譜的峰值之比消除軸向應(yīng)變與溫度的交叉敏感性,實現(xiàn)軸向應(yīng)變的測量。
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根據(jù)單模光纖模激勵理論,論述了熔融拉錐型光纖耦合器的工作原理,得出了耦合器耦合比和波長的關(guān)系,并對保偏光纖耦合器的耦合比、波長與溫度的關(guān)系進行了實際測試。
保偏光纖耦合器是實現(xiàn)線偏振光耦合、分光以及復(fù)用的關(guān)鍵器件。它的最大特點在于能穩(wěn)定地傳輸兩個正交的線偏振光,并能保持各自的偏振態(tài)不變,從而成為各種軍用干涉型傳感器、相干光通信、光纖陀螺以及光纖水聽器等所需的關(guān)鍵光學(xué)器件。
保偏光纖可以保持兩個與軸平行的正交線偏振光偏振態(tài)基本不變,但是保偏耦合器其實只能用于一個線偏振方向入射,另外一個正交的偏振方向分光比不對。
保偏光纖:保偏光纖傳輸線偏振光,廣泛用于航天、航空、航海、工業(yè)制造技術(shù)及通信等國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。在以光學(xué)相干檢測為基礎(chǔ)的干涉型光纖傳感器中,使用保偏光纖能夠保證線偏振方向不變,提高相干信躁比,以實現(xiàn)對物理量的高精度測量。保偏光纖作為一種特種光纖,主要應(yīng)用于光纖陀螺,光纖水聽器等傳感器和DWDM、EDFA等光纖通信系統(tǒng)。由于光纖陀螺及光纖水聽器等可用于軍用慣導(dǎo)和聲吶,屬于高新科技產(chǎn)品,而保偏光纖又是其核心部件,因而保偏光纖一直被西方發(fā)達國家列入對我禁運的清單?!”F饫w在拉制過程中,由于光纖內(nèi)部產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)缺陷會造成保偏性能的下降,即當線偏振光沿光纖的一個特征軸傳輸時,部分光信號會耦合進入另一個與之垂直的特征軸,最終造成出射偏振光信號偏振消光比的下降. 這種缺陷就是影響光纖內(nèi)的雙折射效應(yīng). 保偏光纖中,雙折射效應(yīng)越強,波長越短,保持傳輸光偏振態(tài)越好。
保偏光纖的應(yīng)用及未來發(fā)展方向
保偏光纖在今后幾年內(nèi)將有較大的市場需求。隨著世界新技術(shù)的飛速發(fā)展和新產(chǎn)品的不斷開發(fā) ,保偏光纖將沿著以下幾個方向發(fā)展:
(1)采用光子晶體光纖新技術(shù)制造新型的高性能保偏光纖 ;
(2)開發(fā)溫度適應(yīng)性保偏光纖 ,以適應(yīng)航空航天等領(lǐng)域環(huán)境的要求;
(3)開發(fā)出各種摻稀土保偏光纖 ,滿足光放大器等器件應(yīng)用的需求;
(4)開發(fā)氟化物保偏光纖 ,促進纖維光學(xué)干涉技術(shù)在紅外天文學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展;
(5)低衰減保偏光纖 :隨著單模光纖技術(shù)的不斷完善 ,損耗、 材料色散和波導(dǎo) 色散已經(jīng)不再是影響光纖通信的主要因素 ,單模光纖的偏振模色散( PMD) 逐漸成為限制光纖通信質(zhì)量的最嚴重的瓶頸 ,在10 Gbit / s及以上的高 速光纖通信系統(tǒng)中表現(xiàn)尤為突出。
(6)利用克爾效應(yīng)和法拉第旋光效應(yīng)制造偏振光器件。
另外根據(jù)光纖頭不一樣還有:C-Lens. G-Lens.格林透鏡
單模:8/125μm,9/125μm,10/125μm
多模:50/125μm,歐洲標準
62.5/125μm,美國標準
工業(yè),醫(yī)療和低速網(wǎng)絡(luò):100/140μm,200/230μm
塑料:98/1000μm,用于汽車控制
保偏光纖傳輸線偏振光,廣泛用于航天、航空、航海、工業(yè)制造技術(shù)及通信等國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。在以光學(xué)相干檢測為基礎(chǔ)的干涉型光纖傳感器中,使用保偏光纖能夠保證線偏振方向不變,提高相干信噪比,以實現(xiàn)對物理量的高精度測量。保偏光纖作為一種特種光纖,主要應(yīng)用于光纖陀螺,光纖水聽器等傳感器和DWDM、EDFA等光纖通信系統(tǒng)。由于光纖陀螺及光纖水聽器等可用于軍用慣導(dǎo)和聲吶,屬于高新科技產(chǎn)品,而保偏光纖又是其核心部件,因而保偏光纖曾經(jīng)被西方發(fā)達國家列入對我禁運的清單。國內(nèi)部分光纖生產(chǎn)公司已能生產(chǎn) 。