1 福建师范大学 医学光电科学与技术教育部重点实验室
2 福建省光子技术重点实验室, 福州 350007
3 福建江夏学院 电子信息科学学院,福州 350007
为实现输电线路上的多点电流监测,利用通信用普通单模光纤, 设计基于时分复用的多点式光纤环形腔结构电流传感器.多路传感系统共用一套光源、检测设备和数字信号处理系统, 在节约成本的同时,提高了利用率.实验中选用双路全光纤电流传感器结构, 在两个不同的点同时测量电流, 其中一测量点对0~600 A范围内的电流进行测量, 另一测量点对0~1 500 A范围内的电流进行测量.对实验数据进行线性拟合, 结果表明: 循环次数取8比较合适, 此时系统具有比取2时高约3~4倍的灵敏度; 两个测量点光信号的偏振态与电流之间有良好的线性关系, 两个传感单元的灵敏度不同, 而且相互之间没有串扰是各自独立的传感系统.
导波光学 光纤电流传感器 时分复用 多点式 光纤环形腔 Guidewave optics Fiber optics current sensors Time-division multiplexing Multipoint Fiber loop architecture 光子学报
2017, 46(12): 1206001
Author Affiliations
Abstract
1 College of Photonic and Electronic Engineering, Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China
2 Department of Physics and Electronic Information Engineering, Minjiang University, Fuzhou 350108, China
A tunable dual-band infrared polarization filter is proposed and investigated. Based on the perfect absorption characteristic of the metal-dielectric-metal sandwich structure, the reflection spectrum performs as a filter. The filter consists of three layers. The top layer is a compound metal nano-structure array comprised of rectangular strips. The middle and bottom layers are a dielectric spacer and metal film, respectively. The calculated results show that the filter properties are closely related to the polarization of the incident light. Different dual-band wavelengths are filtered while the incident light has different polarizations, which are parallel or vertical to the x axis. Moreover, it is found that the resonant wavelength strongly depends on the length of the rectangular strip (which causes the resonant effect) and is independent of other strips. Therefore, the filter wavelengths can be tuned freely by adjusting the length of the corresponding rectangular strip. In addition, the calculated results show that all of the intensities at the filter wavelengths are closed to zero, which implies that the filter exhibits good filtering performance.
130.0130 Integrated optics 130.7408 Wavelength filtering devices 130.3990 Micro-optical devices Chinese Optics Letters
2015, 13(3): 031301
1 福建师范大学 激光与光电子技术研究所 福建省光子技术重点实验室，医学光电科学与技术教育部重点实验室，福建 福州 350007
2 闽江学院 物理学与光电子信息工程系，福建 福州 350108
为了获得高功率、宽带宽及谱平坦的长波段掺铒光纤光源，基于2级双程芯泵浦，应用偏振复用技术实现泵浦瓦级供给，在泵浦总功率和光纤总长度都不变的情况下，数值分析了4种光源结构的输出特性受泵浦和光纤分配比例的影响。结果表明，4种结构基本都能工作于L波段（1 565 nm~1 610 nm），带宽受结构影响较小，但只有"双程后向+双程后向"结构可同时拥有高输出功率和高平坦度。其在总泵浦功率750 mW，第一级泵浦功率为300 mW，第二级泵浦功率为450 mW时，和光纤总长度21 m，第一级光纤长度为18 m，第二级光纤长度为3 m时，可实现输出功率314 mW，带宽32.41 nm，中心波长1 584.84 nm，平坦度2.23 dB的L波段超荧光光源。
超荧光光纤光源 长波段 掺铒光纤 级联 superfluorescent fiber sources L band Erbium doped fiber cascade引言
1 福建师范大学 医学光电科学与技术教育部重点实验室
2 福建省光子技术重点实验室, 福州 350007
3 福建江夏学院, 福州 350007
4 威海教育教学研究中心,山东 威海 264200
针对目前全光纤电流传感器中光信号检测环节多是采用双路光强分析偏振度这一现状, 提出将斯托克斯矢量法应用于光纤电流传感器信号偏振度的演变分析, 在近似条件下, 推导得到基于穆勒矩阵的光纤电流传感器简化传输矩阵.从琼斯矢量法和实验结果的比较可知, 斯托克斯矢量法与琼斯矢量法的模拟效果十分接近, 此外它还具有传输矩阵中不存在复数、容易简化为稀疏矩阵以及最终偏振度只需计算总传输矩阵的第2个对角元即可等运算优势.这些优势使得该方法不仅可以很好地进行理论分析, 还可以有效地简化分析过程和运算过程.
斯托克斯矢量法 全光纤电流传感器 穆勒矩阵 琼斯矩阵 偏振度 Stokes vector method Full-fiber current sensor Mueller matrix Jones matrix Degree of polarization
1 福建师范大学激光与光电子技术研究所， 福建省光子技术重点实验室，医学光电科学与技术教育部重点实验室， 福建 福州 350007
2 闽江学院物理学与电子信息工程系， 福建 福州 350108
提出一种基于超低折射率如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为衬底的大角度偏振无关蜂窝状空气孔型的二维硅基光子晶体宽带滤波器。结合色散关系和严格耦合波理论确定宽带工作区，分析了入射光垂直入射时硅膜厚度及空气孔径对器件性能的影响，得出适合于1.55 μm通信波长的一组优化参数，讨论了非垂直入射及偏振对器件性能的影响。结果表明，垂直入射时，可以得到透射率大于98%、110 nm以上的带宽；非垂直入射时，两偏振的共振带宽将随角度增加而减小，在入射角为18°时，透射率大于98%的共同带宽还能覆盖光通信的整个C波段(1525~1560 nm)。
光通信 光子晶体 宽带滤波器 导模共振 严格耦合波理论
许晓赋 1,2,3,*郝小龙 1,2,3蒋俊贞 1,2,3李晖 1,2,3[ ... ]强则煊 1,2,3
1 福建师范大学 激光与光电子技术研究所
2 福建省光子技术重点实验室
3 医学光电科学与技术教育部重点实验室，福州 350007
提出一种基于二维正方晶格光子晶体空气孔型高下路效率的环形谐振腔，通过压缩线缺陷波导的宽度实现单模有效控制，同时讨论内围光子晶体列数对传输场的影响，然后运用二维时域有限差分方法数值分析了耦合强度及环区局部折射率调制对下路效率、品质因子以及下路波长等参量的影响.结果表明：当波导宽度为0.7个晶格常量，耦合强度为0个晶格常量，在信道波长为1 528.1 nm时，下路效率为99%，品质因子Q为379；当耦合强度提高到1个晶格常量，下路波长稍微漂移为1 524.3 nm，品质因子显著提高到1 397，而下路效率下降为89%.同时，下路波长会随着环区折射率的增加呈线性红移.
光通信 光子晶体微环腔 空气孔 时域有限差分 Optical communications Photonics crystal ring resonators Air-hole Finite-Difference Time-Domain (FDTD)
1 闽江学院 物理学与电子信息工程系, 福州 350108
2 福建师范大学 物理与光电信息科技学院, 福州 350007
设计了基于自准直效应的硅光子晶体TE模式1×3和1×2光下路分束器。1×3光下路分束器由4个分束镜组成，而1×2下路分束器由3个分束镜和1个反射镜组成。利用多光束干涉原理推导出光下路分束器各个出口的透射谱理论公式。通过选择合适的分束镜，可以得到不同分束比例的光下路分束器。对于1×3光下路分束器，设计了1∶1∶1和1∶2∶3两种分束比例；对于1×2光下路分束器，设计了1∶1和1∶2两种分束比例。再利用时域有限差分软件数值模拟了透射谱，其结果与理论设计一致。当下路波长为1550 nm时，1×3和1×2两种光下路分束器的大小均约为10 μm ×10 μm，自由光谱区为36 nm，覆盖了整个光通信C波段。
光子晶体 自准直效应 TE模式 光下路分束器 时域有限差分法 photonic crystal self-collimation effect TE mode photonic drop splitter finite-difference time-domain method
福建师范大学激光与光电子技术研究所福建省光子技术重点实验室，医学光电科学与技术教育部重点实验室， 福建 福州 350007
提出一种基于内全反射微环和光子晶体带隙相结合的混合结构空气孔型二维三角晶格光子晶体光分插滤波器，通过压缩及移位围绕线缺陷波导的上下两排光子晶体阵列，实现空气孔型线缺陷波导单模的有效调控，进而影响信道的下路效率，并且利用二维时域有限差分法系统分析不同波导宽度以及不同移位量δ时滤波器的下路效率。模拟计算表明，当波导宽度为0.83晶格常数，耦合强度为0个晶格常数，移位量为0.5个晶格常数，信道波长为1464 nm时，下路效率为-0.11 dB，品质因子Q为1100；当波导宽度为0.83晶格常数，耦合强度为1个晶格常数，移位量为0个晶格常数时，下路效率为-0.89 dB，品质因子Q为2100。
非线性光学 光子晶体微环 内全反射 空气孔 分插滤波器
1 福建师范大学 医学光电科学与技术教育部重点实验室
2 福建省光子技术重点实验室，福州 350007
在激光投影显示技术中，引入振动光纤的方法能够以较小的能量损失减弱激光散斑.本文利用广义范西特-泽尼克定理对激光投影显示中采用振动光纤抑制散斑做了理论分析.结果表明, 散斑衬比度的大小取决于光纤的模式数和投影系统的光瞳大小，对于相同大小的像面，收集更多的光纤模式数和增大孔径均可减弱散斑衬比度.用两种不同的多模光纤所做的对比实验定性证实了这一结论.研究结果对光纤的选择和投影系统的设计有一定的指导意义.
激光投影显示 散斑 对比度 光纤 模式数 Laser projection display Contrast Speckle Fiber Mode
福建师范大学物理与光电信息科技学院， 医学光电科学与技术教育部重点实验室，福建省光子技术重点实验室， 福建 福州 350007
根据对二氧化碲声光材料特性的不同考虑，存在几种不同的非共线声光可调谐滤波器（AOTF）设计理论。分析和比较了3种常用的非共线声光作用关系，研究结果表明，在近红外波段，P. A. Gass非共线声光作用关系能较准确地反映AOTF各参数之间的关系。选取P. A.Gass理论作为设计基础，针对0.8~2.0 μm非共线AOTF，阐述了入射光极角选择、色散补偿以及几何参数选择等优化设计方法；给出了0.8~2.0 μm非共线AOTF的设计参数，理论计算各项性能指标保持在较好水平，表明了P. A. Gass理论对该波段AOTF设计的适用性。对于推进近红外非共线AOTF的广泛应用具有指导意义。
光学器件 可调谐滤波器 数值分析 非共线 声光材料
