上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室，上海 200444
提出了一种基于图像探测的轨道角动量（OAM）模间干涉型少模光纤温度传感器，研究了基于OAM模间干涉的少模光纤传感器的传感机理和解调原理，并对传感器的传感性能和抗干扰能力进行了分析。结果表明，利用OAM模式携带的相位信息，可直接通过处理光纤输出端的干涉图像获得温度变化，且解调结果和模间相位差的关系是线性的。同时传感器的温度灵敏度独立于光纤模式自身的强度变化，不易受到外界光噪声的影响，具有比基于线偏振模的模间干涉传感器更好的稳定性和可靠性。
光纤光学 少模光纤 轨道角动量 模间干涉 温度传感 激光与光电子学进展
2021, 58(9): 0906003
上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海 200072
保偏微纳光纤在光通信、传感检测、非线性光学和量子光学等领域有着广阔的应用前景,在应用中保持其温度稳定性是一个关键问题。通过仿真分析与实验探究了保偏微纳光纤双折射的温度特性。通过偏光干涉法测得干涉谱随着温度增加发生蓝移,精确地获得温度与光纤双折射的变化关系。实验结果证明,温度对保偏微纳光纤的影响远小于对普通保偏光纤的影响,该现象与理论分析的结果相吻合。
光纤光学 保偏微纳光纤 偏光干涉法 双折射 温度特性
上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海 200072
提出了基于邦加球轨迹的穆勒矩阵测量法,将极分解得到的矩阵与其在邦加球上的轨迹联系起来,通过输入光和输出光的偏振态在邦加球上的位置关系,直接获取非消偏元件的双折射矩阵和二向色性矩阵。结果表明:基于所提方法,偏振控制系统只需要一个可旋转起偏器,在测试前后提供两个确定的偏振态,即可直接获得光纤器件的双折射矩阵和二向色性矩阵,且在测量过程中无需改变待测光纤的状态。
物理光学 偏振 邦加球 穆勒矩阵 极分解 激光与光电子学进展
2018, 55(12): 122603
上海大学 特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海200072
宽带光纤λ/4波片是一种特殊的变速旋转型双折射光纤。当其旋转速度由小到大逐渐增加时, 可将输入的线偏振光转换为圆偏振光, 同时具有理想的偏振变换带宽。结合全光纤电流互感器的光路模型, 分析了宽带光纤λ/4波片的特性对互感器标度因数稳定性的影响。通过在邦加球上的轨迹, 对宽带光纤波片快转端的本征态及两正交本征态间的耦合系数进行了实验研究, 测量了其随温度的变化。实验结果表明, 当波片转速变化曲线满足一定条件时, 宽带光纤λ/4波片的温度效应对电流互感器标度因数稳定性的影响小于0.2%, 远小于窄带光纤λ/4波片的影响。利用宽带光纤λ/4波片可有效提高光纤电流互感器系统的温度稳定性。
宽带光纤λ/4波片 全光纤电流互感器 温度特性 标度因数 broad-band fiber-optic λ/4 waveplate all-fiber optic current sensor temperature characteristics scale factor 红外与激光工程
2018, 47(12): 1222003
上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海 200072
提出了一种基于并联结构的多模式复用器/解复用器。该多模式复用器/解复用器由一根少模光纤和两根单模光纤构成。根据有效折射率匹配原则确定了光纤参数,仿真分析了不同芯间距对多模式复用器/解复用器性能的影响,得出最佳芯间距。仿真分析了该多模式复用器/解复用器对应的工作波长带宽。结果表明:该多模式复用器/解复用器不需要结合模式转换器即可实现LP01、LP11和LP02三种模式的复用,最佳耦合区长度为4530 μm,工作波长带宽可达60 nm。
光纤光学 多模式复用器/解复用器 模式转换器 少模光纤 波长带宽 熔融拉锥
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of Specialty Fiber Optics and Optical Access Networks, Shanghai University, Shanghai 200072, China
A fiber structure with a circularly polarizing property is proposed. The fiber consists of a round core and a triple-lobe stress region in the cladding, which is compatible with single-mode fibers, and it can be fabricated using conventional metal chemical vapor deposition processes. By coating a layer with a high-refractive index, the twist pitch required for resonant coupling is increased to hundreds of micrometers, and the mature pit-in-jacket drawing technique can be used. The polarization filtering properties of the fabricated circularly polarizing fibers are measured experimentally, showing high distinction ratios in a broad frequency region.
060.2280 Fiber design and fabrication 050.2770 Gratings Chinese Optics Letters
2016, 14(11): 110606
上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海 200072
研究了任意正交偏振基矢下光的相干矩阵与其斯托克斯空间坐标的关系，研究表明任意正交偏振基下的相干矩阵都可以用其斯托克斯空间坐标表征。在此基础上，提出了一种根据斯托克斯空间坐标直接测量任意偏振基下光器件琼斯矩阵的方法，并对法拉第旋转器进行了验证实验。实验证明该方法可避免斯托克斯矢量与琼斯矢量之间，或穆勒矩阵与琼斯矩阵之间的转换，使光器件偏振特性的测量和光路偏振性能的分析更为便捷。
物理光学 偏振光学 琼斯矩阵 斯托克斯空间 相干矩阵 正交基矢 激光与光电子学进展
2016, 53(9): 092604
1 上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海 200072
2 上海大学光纤研究所, 上海 201800
双螺旋手征光纤光栅具有波长和偏振的双重选择性，在光纤传感系统中极具应用价值。目前报道的具有圆偏振滤波作用的双螺旋手征光纤光栅螺距仅为几十微米，传输损耗高，机械强度低，限制了其应用范围。基于光纤的复耦合模方程，研究了常用的涂覆光纤，即当涂覆层折射率大于包层折射率时，双螺旋光纤的偏振滤波特性。研究表明，涂覆光纤不仅能增加光纤的机械强度，还能将光纤的螺距增加到数百微米。因此，光纤的传输损耗可被有效降低，有望满足中等距离的传输或传感光纤的要求。分析了光纤参数对双螺旋光纤偏振滤波性能的影响，结果表明增加芯层模和包层模的耦合系数是提高光纤偏振性能的有效途径，对双螺旋圆单偏振光纤的研制有一定的指导意义。
光纤光学 圆单偏振光纤 双螺旋光纤 复耦合模方程
上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室，上海 200072
提出了一种基于全光纤电流传感器的3×3光纤耦合器相位差测量方法。根据萨格奈克干涉仪的原理得到电流传感器的预测响应与耦合器端口之间相位差及干涉对比度这两个参数的关系。通过比较光纤电流传感器的实际测量响应和不同组参数的预测响应之间的误差平方和建立目标函数，并利用优化算法获得使误差函数最小的一组光纤耦合器相位差和对比度参数。采用该方法对一商用3×3光纤耦合器进行了实验研究，实验结果与理论估计基本吻合。
3×3光纤耦合器 全光纤电流互感器 相位差 3×3 fiber coupler all fiber optic current transducer phase difference
上海大学特种光纤与光接入网重点实验室, 上海 200072
提出了一种基于偏光干涉效应测量保偏光纤拍长的新方法。利用宽谱光源和两个宽带光纤圆起偏器，与被测保偏光纤组成了全光纤的测试系统。理论分析表明，相比于光纤线偏振器构成的偏光干涉测量系统，圆偏振器可以克服保偏光纤主轴之间的角度对输出干涉光对比度的影响。采用该方法对某熊猫型保偏光纤的拍长进行了验证性实验研究，实验结果和理论分析相吻合，保偏光纤拍长测量精度和重复性为0.1 mm，干涉信号对比度可达0.9以上。由于光纤器件间无需精确对轴，因此该方法光路结构简单，操作要求较低。
光纤光学 拍长测试 光纤圆起偏器 偏光干涉 光学学报
2013, 33(12): 1206002
