干涉型光纖器件及其在光通信與光纖傳感方面應用的研究.pdf

1、干涉型光纖器件是一種基于光纖的無源器件，在光通信與光傳感領域都得到了廣泛的應用。基于錐形光纖與特種光纖的內(nèi)聯(lián)型馬赫-曾德爾干涉儀結構是其中兩種比較新穎的技術，它們各自具有獨特的性質，可以實際應用在許多場合，因此，研究它們具有重要的理論和實際意義。
　　本文主要的研究工作體現(xiàn)在四個方面:
　　一、基于錐形光纖的內(nèi)聯(lián)型M-Z干涉儀在傳感技術應用中的研究。首先，借助光纖熔接機電弧放電拉錐在常規(guī)單模光纖上制作雙錐內(nèi)聯(lián)型的M-Z干涉儀

2、結構，并將其用于實現(xiàn)準分布式橫向應力測量;其次，利用程序化的焰刷拉伸技術在常規(guī)單模光纖上制作微納光纖型M-Z干涉儀結構，并利用該結構實現(xiàn)空氣/甘油水溶液兩種不同介質分界面的折射率傳感。
　　二、基于雙芯光纖的內(nèi)聯(lián)型M-Z干涉儀在全光纖可調(diào)諧濾波器應用中的研究。首先，提出并證明了采用雙芯光纖和光纖WDM耦合器組合制作的平坦濾波器有效地抑制EDFA增益譜中增益不平坦的部分，平坦化后的出射光譜在～30nm的帶寬內(nèi)值只有±0.5dB的起伏

3、;其次，實現(xiàn)了基于雙芯光纖的內(nèi)聯(lián)M-Z干涉儀結構單元級聯(lián)的可調(diào)帶通濾波器，作為一個實例，我們實驗上獲得一個半高全寬為～6.5nm、中心波長在1540.8～1557.8nm之間可調(diào)的全光纖帶通濾波器。
　　三、高階模光纖在光柵波長解調(diào)和色散補償中的應用研究。首先，通過將高階模光纖與單模光纖橫向錯位熔接獲得高消光比且偏振無關的可調(diào)內(nèi)聯(lián)型M-Z梳狀濾波器，并利用該濾波器解調(diào)FBG溫度傳感器，實驗獲得的傳感系統(tǒng)分辨率高達～0.06℃，這對

4、應于最小能檢測到的FBG波長漂移量為～0.65pm;其次，從理論仿真上研究如何設計和優(yōu)化高階模光纖折射率剖面結構參數(shù)使其負色散值、色散斜率及有效面積滿足寬帶色散補償?shù)囊?，并提出和仿真驗證了一種應用于高階模色散補償方案中的新型基于特殊雙芯光纖的寬帶LP01←→LP02模式轉換器，拉錐優(yōu)化后80℃以上轉換效率的帶寬可達到～31nm。
　　四、基于M-Z干涉儀式的光頻域反射計用于分布式光纖雙折射表征的研究。實驗上驗證了借助光頻域反射計