双芯光纤马赫-曾德尔干涉仪的温度特性_图文

1、 6 光学 精密工程 第 19 卷 3. 3 T CF 熔融拉锥。拉 锥后锥区束腰处的包层直径 约为 125 m , 纤芯直径约为 2. 8 m, 纤芯距约为 10 m 。将 拉 锥后 的 T CF 应 用于 上 述 结构 的 和 170 MZI 中, 并分别 测试所制器件在 20 件在 170 插入损耗 图 7( a 为图 2( b 所示梳状滤波器的传输谱 减去 EDF A 的 ASE 谱之后的相对传输谱。由图 7 可见, 该器件的插入损耗约为 17 dB 。较高的插 入损耗主要是由于 T CF 与 SM F 熔接时 , 熔接点 处 T CF 的两个纤芯与 SM F 的 纤芯间的偏离和 T

2、CF 的纤芯与 SM F 的纤芯 的模场失配造成的。 在 T CF 与 SM F 的熔接处进行熔融拉锥 , 可以有 效降低 T CF 与 SM F 的熔接损耗 14 15 。于是, 采 用商用光纤熔接机的拉锥功能分别对这种双芯光 纤 MZ I 型梳状滤波器的两个 T CF 与 SM F 的熔 接点进行拉锥处理 , 重新制作了一双芯光纤 M ZI 型梳 状 滤 波 器 , 并 对 其 进 行 上 述 拉 锥 处 理。 图 7( b 为拉锥处理后 , 将所制器件的传输谱减去 ASE 谱得到的相对传输谱。由图 7( b 可见 , 所制 器 件 的 插入 损 耗 约 为 7dB 。 实 验 表 明 ,

3、 对 T CF 时的传输谱, 如图 6 所示。由图 6( b 可见, 该器 时仍然具有较好的梳状传输谱。这可 能是由于在 SM F 与 T CF 的熔接处, 该 T CF 锥区 束腰处的纤芯距较小 , T CF 中几乎没有激发出包 层模 , 从而不会产生多光束干涉的缘故。因此 , 该 梳状滤波器在不同温度下都能保持较好的梳状传 输谱。由此可见 , 该 T CF 可以应用于较高温度的 传感。与图 6( a 相比 , 图 6( b 中的曲线有一点抖 动, 这是由于温控箱在高温工作下的振动引起的。 由于温控箱最高温度只能达到 180 进行更高温度的测量。 , 暂时未能 第1期 范林勇, 等 : 双芯

4、光纤马赫 曾德尔干涉仪的温度特性 7 与 SMF 的熔接点的拉锥处理可以有效降低所制 器件的插入损耗, 进一步优化拉锥参数还可能进 一步降低所制器件的插入损耗, 这些还有待于进 一步的研究。此外, 还可以通过优化 T CF 的结构 设计 , 在光纤熔接机上选择合适的熔接时间、 熔接 电流参 数 16 来降低 插入损耗。 T CF 与 SMF 的 熔接区域可以通过加涂覆来增加熔接强度。 4 结 论 通过将一根单模双芯光纤熔接在两根单模光 纤之间, 实验制得了双芯光纤马赫 曾德尔干涉仪 型梳状滤波器。从理论和实验上分析了该器件的 梳状传输谱与波长、 所用 T CF 的长度和两纤芯折 射率差的关系。

5、最后 , 实验分析了所制器件的温 度特性和插入损耗。实验表明, 在该器件的梳状 传输谱中 , FSR 与波长的平方成正比 , 与 T CF 的 长度和两个纤芯间的 有效折射率差 的乘积成反 比。随着温度的升高 , 所制器件的传输谱向长波 方向移动。相同温差下 , 不同波长处的波长漂移 值不同, 短波长处波长漂移较小, 长波长处波长漂 移较大。该器件传输谱的波长漂移实验测量数据 与温度变化具有较好的二次曲线关系 , 灵敏度与 温度成正比。通过对该器件的 T CF 与 SM F 的熔 接点的拉锥处理, 可以有效降低所制器件的插入 损耗。实验制得了插入损耗约为 7 dB 的器件 , 与 拉锥前相比(

6、 17 dB , 插入损耗降低约 10 dB。该 器件体积小、 结构简单、 制作容易、 与光纤系统具 有良好的匹配性, 可以应用于光纤温度传感。 参考文献 : 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 作者简介 : 范林勇 ( 1984 - , 男 , 福 建 寿宁 人 , 博 士研究生 , 2006 年于 北 京交 通大 学 获 得学士 学位 , 主 要 从事 光 纤 通信 器 件 与 技 术 的 研 究。 E mail: skillfan 163. com 江微 微 ( 1982 - , 女 , 黑 龙 江 佳 木 斯 人 , 博士研究生 , 2006 年 于北京交通 大 学获得 学士 学位 , 主要 从 事 光纤 通 信 器 件 与 技 术 的 研 究。 E mail: 06111009 bjtu. edu. cn 第1期 范林勇, 等 : 双芯光纤马

19、赫 曾德尔干涉仪的温度特性 9 简水生 ( 1929 - , 男 , 江 西 萍 乡人 , 教 赵瑞 峰 ( 1986- , 男 , 山东 潍坊 人 , 博 士研究生 , 2007 年于 北 京交 通大 学 获 得学士 学位 , 主 要 从事 光 纤 通信 器 件 与技 术 的 研 究。 E mail: 07111027 bjtu. edu. cn 裴 丽 ( 1970- , 女 , 山 西人 , 教 授 , 博 授, 中 国 科 学 院 院 士, 博 士 生 导 师, 1953 年 毕业于 北京铁 道学院 , 1960 年 于莫 斯 科 电 信 工 程 学 院 获 得 硕 士 学 位 , 主

20、要 从 事光 纤 通信、 光 纤 传感、 光 纤器 件、 光 纤网 络 等方 面 的 研究。 E mail: ssjian bjtu. edu. cn 士生导师 , 1992 年、 1995 年、 2002 年 于 北京交通大学 分别获 得学士 、 硕 士、 博 士学 位 , 主 要从 事光 通 信、 光 传感、 光 网络、 ROF 等方 面的研究。 E mail: li pei bjtu. edu. cn 第九届全国信息获取与处理学术会议征文通知 由中国仪器仪表学会主办 , 沈阳市仪器仪表与自动化学会与相关高等院校联合承办的全国信息获 取与处理学术年会, 从 2003 年至 2010 年分别

21、在沈阳( 沈阳工业大学 、 大连 ( 大连交通大学 、 金华 ( 浙江 师范大学 、 贵阳 ( 贵州大学 、 秦皇岛( 燕山大学 、 焦作( 河南理工大学 、 桂林 ( 桂林理工大学 、 威海 ( 哈 尔滨工业大学 连续举办了八届。全国信息获取与处理学术会议由于投稿地域分布广泛 , 会议学术气氛 浓厚 , 组织规范 , 在相关院校及广大作者和热心朋友的共同努力下, 已经成为国内仪器仪表领域具有重 要影响的学术会议。 第九届全国信息获取与处理学术会议将由中国仪器仪表学会主办, 沈阳市仪器仪表与自动化学会、 沈阳工业大学、 丹东市科学技术协会联合承办 , 并于 2011 年 8 月 6 日在辽宁省丹东市召开。 本次