雙芯光纖馬赫-曾德爾干涉儀的溫度特性_圖文

1、 6 光學(xué) 精密工程 第 19 卷 3. 3 T CF 熔融拉錐。拉 錐后錐區(qū)束腰處的包層直徑 約為 125 m , 纖芯直徑約為 2. 8 m, 纖芯距約為 10 m 。將 拉 錐后 的 T CF 應(yīng) 用于 上 述 結(jié)構(gòu) 的 和 170 MZI 中, 并分別 測(cè)試所制器件在 20 件在 170 插入損耗 圖 7( a 為圖 2( b 所示梳狀濾波器的傳輸譜 減去 EDF A 的 ASE 譜之后的相對(duì)傳輸譜。由圖 7 可見, 該器件的插入損耗約為 17 dB 。較高的插 入損耗主要是由于 T CF 與 SM F 熔接時(shí) , 熔接點(diǎn) 處 T CF 的兩個(gè)纖芯與 SM F 的 纖芯間的偏離和 T

2、CF 的纖芯與 SM F 的纖芯 的模場(chǎng)失配造成的。 在 T CF 與 SM F 的熔接處進(jìn)行熔融拉錐 , 可以有 效降低 T CF 與 SM F 的熔接損耗 14 15 。于是, 采 用商用光纖熔接機(jī)的拉錐功能分別對(duì)這種雙芯光 纖 MZ I 型梳狀濾波器的兩個(gè) T CF 與 SM F 的熔 接點(diǎn)進(jìn)行拉錐處理 , 重新制作了一雙芯光纖 M ZI 型梳 狀 濾 波 器 , 并 對(duì) 其 進(jìn) 行 上 述 拉 錐 處 理。 圖 7( b 為拉錐處理后 , 將所制器件的傳輸譜減去 ASE 譜得到的相對(duì)傳輸譜。由圖 7( b 可見 , 所制 器 件 的 插入 損 耗 約 為 7dB 。 實(shí) 驗(yàn) 表 明 ,

3、 對(duì) T CF 時(shí)的傳輸譜, 如圖 6 所示。由圖 6( b 可見, 該器 時(shí)仍然具有較好的梳狀傳輸譜。這可 能是由于在 SM F 與 T CF 的熔接處, 該 T CF 錐區(qū) 束腰處的纖芯距較小 , T CF 中幾乎沒有激發(fā)出包 層模 , 從而不會(huì)產(chǎn)生多光束干涉的緣故。因此 , 該 梳狀濾波器在不同溫度下都能保持較好的梳狀傳 輸譜。由此可見 , 該 T CF 可以應(yīng)用于較高溫度的 傳感。與圖 6( a 相比 , 圖 6( b 中的曲線有一點(diǎn)抖 動(dòng), 這是由于溫控箱在高溫工作下的振動(dòng)引起的。 由于溫控箱最高溫度只能達(dá)到 180 進(jìn)行更高溫度的測(cè)量。 , 暫時(shí)未能 第1期 范林勇, 等 : 雙芯

4、光纖馬赫 曾德爾干涉儀的溫度特性 7 與 SMF 的熔接點(diǎn)的拉錐處理可以有效降低所制 器件的插入損耗, 進(jìn)一步優(yōu)化拉錐參數(shù)還可能進(jìn) 一步降低所制器件的插入損耗, 這些還有待于進(jìn) 一步的研究。此外, 還可以通過優(yōu)化 T CF 的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) , 在光纖熔接機(jī)上選擇合適的熔接時(shí)間、 熔接 電流參 數(shù) 16 來降低 插入損耗。 T CF 與 SMF 的 熔接區(qū)域可以通過加涂覆來增加熔接強(qiáng)度。 4 結(jié) 論 通過將一根單模雙芯光纖熔接在兩根單模光 纖之間, 實(shí)驗(yàn)制得了雙芯光纖馬赫 曾德爾干涉儀 型梳狀濾波器。從理論和實(shí)驗(yàn)上分析了該器件的 梳狀傳輸譜與波長(zhǎng)、 所用 T CF 的長(zhǎng)度和兩纖芯折 射率差的關(guān)系。

5、最后 , 實(shí)驗(yàn)分析了所制器件的溫 度特性和插入損耗。實(shí)驗(yàn)表明, 在該器件的梳狀 傳輸譜中 , FSR 與波長(zhǎng)的平方成正比 , 與 T CF 的 長(zhǎng)度和兩個(gè)纖芯間的 有效折射率差 的乘積成反 比。隨著溫度的升高 , 所制器件的傳輸譜向長(zhǎng)波 方向移動(dòng)。相同溫差下 , 不同波長(zhǎng)處的波長(zhǎng)漂移 值不同, 短波長(zhǎng)處波長(zhǎng)漂移較小, 長(zhǎng)波長(zhǎng)處波長(zhǎng)漂 移較大。該器件傳輸譜的波長(zhǎng)漂移實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù) 與溫度變化具有較好的二次曲線關(guān)系 , 靈敏度與 溫度成正比。通過對(duì)該器件的 T CF 與 SM F 的熔 接點(diǎn)的拉錐處理, 可以有效降低所制器件的插入 損耗。實(shí)驗(yàn)制得了插入損耗約為 7 dB 的器件 , 與 拉錐前相比(

6、 17 dB , 插入損耗降低約 10 dB。該 器件體積小、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 制作容易、 與光纖系統(tǒng)具 有良好的匹配性, 可以應(yīng)用于光纖溫度傳感。 參考文獻(xiàn) : 1 K OO K P, KERSEY A D. Brag g gr ating based la ser senso r systems w ith interfer ometric inter ro ga tio n and wav elength div isio n multiplexing J . J . L ightw ave T echnol . , 1995, 13( 7 : 1243 1249. 2 BAL L G A

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18、nd temper atur e 作者簡(jiǎn)介 : 范林勇 ( 1984 - , 男 , 福 建 壽寧 人 , 博 士研究生 , 2006 年于 北 京交 通大 學(xué) 獲 得學(xué)士 學(xué)位 , 主 要 從事 光 纖 通信 器 件 與 技 術(shù) 的 研 究。 E mail: skillfan 163. com 江微 微 ( 1982 - , 女 , 黑 龍 江 佳 木 斯 人 , 博士研究生 , 2006 年 于北京交通 大 學(xué)獲得 學(xué)士 學(xué)位 , 主要 從 事 光纖 通 信 器 件 與 技 術(shù) 的 研 究。 E mail: 06111009 bjtu. edu. cn 第1期 范林勇, 等 : 雙芯光纖馬

19、赫 曾德爾干涉儀的溫度特性 9 簡(jiǎn)水生 ( 1929 - , 男 , 江 西 萍 鄉(xiāng)人 , 教 趙瑞 峰 ( 1986- , 男 , 山東 濰坊 人 , 博 士研究生 , 2007 年于 北 京交 通大 學(xué) 獲 得學(xué)士 學(xué)位 , 主 要 從事 光 纖 通信 器 件 與技 術(shù) 的 研 究。 E mail: 07111027 bjtu. edu. cn 裴 麗 ( 1970- , 女 , 山 西人 , 教 授 , 博 授, 中 國(guó) 科 學(xué) 院 院 士, 博 士 生 導(dǎo) 師, 1953 年 畢業(yè)于 北京鐵 道學(xué)院 , 1960 年 于莫 斯 科 電 信 工 程 學(xué) 院 獲 得 碩 士 學(xué) 位 , 主

20、要 從 事光 纖 通信、 光 纖 傳感、 光 纖器 件、 光 纖網(wǎng) 絡(luò) 等方 面 的 研究。 E mail: ssjian bjtu. edu. cn 士生導(dǎo)師 , 1992 年、 1995 年、 2002 年 于 北京交通大學(xué) 分別獲 得學(xué)士 、 碩 士、 博 士學(xué) 位 , 主 要從 事光 通 信、 光 傳感、 光 網(wǎng)絡(luò)、 ROF 等方 面的研究。 E mail: li pei bjtu. edu. cn 第九屆全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議征文通知 由中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)主辦 , 沈陽(yáng)市儀器儀表與自動(dòng)化學(xué)會(huì)與相關(guān)高等院校聯(lián)合承辦的全國(guó)信息獲 取與處理學(xué)術(shù)年會(huì), 從 2003 年至 2010 年分別

21、在沈陽(yáng)( 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué) 、 大連 ( 大連交通大學(xué) 、 金華 ( 浙江 師范大學(xué) 、 貴陽(yáng) ( 貴州大學(xué) 、 秦皇島( 燕山大學(xué) 、 焦作( 河南理工大學(xué) 、 桂林 ( 桂林理工大學(xué) 、 威海 ( 哈 爾濱工業(yè)大學(xué) 連續(xù)舉辦了八屆。全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議由于投稿地域分布廣泛 , 會(huì)議學(xué)術(shù)氣氛 濃厚 , 組織規(guī)范 , 在相關(guān)院校及廣大作者和熱心朋友的共同努力下, 已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)儀器儀表領(lǐng)域具有重 要影響的學(xué)術(shù)會(huì)議。 第九屆全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議將由中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)主辦, 沈陽(yáng)市儀器儀表與自動(dòng)化學(xué)會(huì)、 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)、 丹東市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)聯(lián)合承辦 , 并于 2011 年 8 月 6 日在遼寧省丹東市召開。 本次