1、短周期光纤光栅
a)光纤布拉格光栅
b)闪耀光纤光栅
d570c)啁啾光纤光栅
2、长周期光纤光栅
如果进一步对光栅的折射率分布及调制深度进行分类,可以分为 超结构光纤光栅 或者 取样光纤光栅、
相移 或者 Moiré光纤光栅、
变迹 或者 切趾光纤光栅等
画图并说明相位掩模板、振幅掩模板、逐点曝光制作光纤光栅的方法。
a)相位掩模法: 类似制作IC的照相平板印刷法
将用电子束曝光刻好的图形掩膜置于探光纤上,相位掩膜具有压制零级,增强一级衍射的功能。紫外光经过掩膜相位调制后衍射到光纤上形成干涉条纹,写入周期为掩膜周期一半的Bragg光栅。
b)振幅掩模板
电热炉
振幅掩膜法是目前制作长周期光纤光栅最常用的一种方法。紫外光通过掩膜后再经过一个光学系统将掩膜图像精缩并成像到光纤的芯子上从而实现光栅的写入。这种方法对紫外光的相干性没有要求,但需要复杂的光学系统支持。目前该方法较少使用。
c)逐点曝光制作光纤
此方法是利用精密机构控制光纤运动位移,每隔一个周期曝光一次,通过控制光纤移动速度可写入任意周期的光栅
光纤光栅在光纤通信中的具体应用有哪些?
(1) 光源
a. DFB (Distributed Feedback) 光纤光栅激光器
b. DBR光纤光栅激光器
c.光纤光栅外腔半导体激光器
(2) 波分复用器(WDM)
(3) 光分插复用器(OADM)
(4) 光放大器中的应用
b. EDFA的增益平坦化;
c. 抑制EDFA的ASE噪声。
(5) 散补偿
(6)光交叉连接器(OXC)
峰值反射率:
反射带宽:
由以上两式可知,光栅互耦合系数k(正比于折射率调制深度)与长度乘积kL越大,则峰值反射率越高;折射率调制深度越大,则反射带宽越宽。
光纤光栅的波长调谐方法主要有哪些?如何实现波长调谐?
光纤光栅的波长调谐是指对制作好的光纤光栅进行操作,通过不同物理效应改变光纤光栅的光栅常数(栅距Λ)及光栅区域的折射率分布,使其反射(或透射)波长产生一定的漂移量,以达到调谐光纤光栅反射(或透射)波长的目的。
1. 电磁调谐
2. 热调谐
3. 机械调谐法
a) 轴向应力调谐
梯度应变调谐,压电陶瓷驱动法,横向挤压法
b)简支梁调谐法
c)悬梁臂调谐法
在实际应用领域,光纤光栅可以对哪些参数进行监测?
温度,湿度,载荷,位移传感器,应变计,风速计,加速度传感器上应用
光纤的制造工艺包含哪些步骤?
对原材料(SiO2和参杂物质)进行原料检测,制作预制棒,成品预制棒检测,对合格的预制棒进行拉丝。
光纤通信的波段如何进行划分?每个波段有什么特点?
O(原始)波段:1260-1360 | E(扩展)波段:1360-1460 | S(短)波段:1460-1530 |
声音检测电路C(常规)波段:1530-1560 | L(长)波段:1560-1625 | U(超长)波段:1625-1675 |
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什么是自聚焦透镜?其节距P的含义?
自聚焦透镜是使用径向渐变折射率材料制成的透镜,其折射率分布式沿径向渐变的柱状光学透镜。具有准直、聚焦和成像功能。
自聚焦透镜材料不仅能够使沿径向传输的光产生折射,而且其沿径向逐渐减小的折射率分布,能够实现出射光线被平滑且连续的汇聚到一点。
节距:,沿正弦轨迹传播,完成一个正弦波周期的长度即成为一个截距P;
描述OTDR的工作原理, 并理解曲线所包含的信息,OTDR主要有哪些性能参数?
光时域反射仪 OTDR (Optical Time Domain Reflectometer ),是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表。
OTDR 工作原理:a)瑞利散射 b)菲涅尔反射。
OTDR曲线包含信息:
OA 段:为盲区,其长度和注入光脉冲宽度成正比。
擦鞋巾配方
A ~ B 、 B ~ C 、 C ~ D 段:均匀光纤。
B 点:光纤的熔接接头产生的下降台阶。
C 点:光纤的活动连接器接头产生的菲涅尔反射的下降台阶或由光纤裂缝产生的局部菲涅尔反射。
D 点:光纤末端由于光纤与空气之间的折射率差而产生的菲涅尔反射。
OTDR的性能参数:a)动态范围b)盲区c)测量精度
光环形器、光开关、光衰减器的主要性能参数有哪些?
光环形器 | 光开关 | 光衰减器 |
插入损耗 | 插入损耗 | 衰减量和插入损耗 |
回波损耗 | 回波损耗 | 衰减精度 |
串扰 电极扁钢 | 隔离度 | 回波损耗 |
隔离度 | 开关时间 | 频谱特性 |
偏振相关损耗 | 串扰 | |
光触媒涂料偏振模散 | 消光比 | |
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光衰减器的分类,并描述位移型衰减器的工作原理。
位移型光衰减器 :a)横向位移型衰减器b)纵向位移型衰减器
直接镀膜型光衰减器(吸收膜或反射膜型光衰减器)
衰减片型光衰减器
液晶型光衰减器
光开关、OADM、OXC的实现方法有哪些?
光开关:机械式、波导型(电光,声光,热光)和其他技术(磁光,液晶,气泡,全息光栅)等
OADM:
a)光纤光栅+环形器 b)光纤光栅+M-Z干涉仪
c)薄膜滤波器+光开关 d)波分复用器+光开关
OXC:a)光纤交叉连接(FXC) b)波长选择交叉连接(WSXC) c)波长交换交叉连接(WIXC)
怎样才能得到波长可调谐激光?怎样才能得到窄谱激光?说明理由。4P13
波长可调谐激光:
a)通过某些元件(如光栅)改变谐振腔低损耗区所对应的波长来改变激光的波长。
b)通过改变某些外界参数(如磁场、温度等)使激光跃迁的能级移动。
c)利用非线性效应实现波长的变换和调谐(见非线性光学、受激喇曼散射、光二倍频,光参量振荡)。
窄谱激光:通过定向耦合技术和Bragg反射技术
举例说明2种谐振腔的原理。
1)F-P谐振腔:谐振腔内稀土掺杂额光纤和一对平行的透镜,反射镜组成,在光纤中来回往
返的光一部分由透镜投射出,另外一部分继续反射入光纤内,在掺杂光纤中不断放大,如此反复。
2)环形谐振腔:腔内设置了一个光隔离器,使光单向传输,光纤耦合器的光强耦合系数为k,泵浦光由1端进入,经耦合器进入环形腔,激励的激光与泵浦无关,产生的激光有4到3端口,经耦合器分为两束,一束从2端口输出,另外一束由4端口输出返回,继续放大。
画出典型的双包层光纤的结构,并简述其特点。
a)高功率激光输出
b)无需复杂的冷却装置,具有良好的热稳定性
c)很宽的泵浦波长范围