基于PMF-Sagnac环结构的光纤压力传感特性研究 被引量：3

1

作者 侯美江 田晶 左一武 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2021年第3期16-18,22,共4页

提出了一种基于熊猫保偏光纤(PMF)-Sagnac环结构的光纤压力传感系统。利用PMF对外界环境的双折射敏感且可进行窄带滤波特性,搭建了压力传感系统,并对该传感系统进行了解调。系统结构简单,成本低,易操作。理论分析表明:当传感单元固定,... 提出了一种基于熊猫保偏光纤(PMF)-Sagnac环结构的光纤压力传感系统。利用PMF对外界环境的双折射敏感且可进行窄带滤波特性,搭建了压力传感系统,并对该传感系统进行了解调。系统结构简单,成本低,易操作。理论分析表明:当传感单元固定,随着压力的增加,传感系统干涉光的波长漂移呈线性变化。实验验证了传感头分别为1 m和2 m的传感器的压力传感特性。结果显示:随着压力的升高,该传感系统干涉光的波长呈线性变化,线性度分别为0.998和0.995;灵敏度分别为0.258 nm/N和0.133 nm/N;且随着传感光纤长度的增加,透射谱波谷的3 d B带宽不会改变。 展开更多

关键词 光纤压力传感器 相位解调 熊猫保偏光纤(pmf)

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施于延迟环的振动导致FOCT误差的研究

2

作者 刘勇 刘彬 +5 位作者 黄俊昌 黄咏喜 胡坤芳 卢树峰 柳嘉 吴重庆 《激光杂志》 北大核心 2024年第12期200-207,共8页

全光纤电流互感器(fiber-opticcurrent transformer,FOCT)是特高压直流输电系统中重要的一次设备,基于压电陶瓷调制的FOCT是一种广泛使用的调制方式。它的耐振动性能是其耐候性的重要指标,其中的保偏光纤延迟环对振动最敏感,是造成振动... 全光纤电流互感器(fiber-opticcurrent transformer,FOCT)是特高压直流输电系统中重要的一次设备,基于压电陶瓷调制的FOCT是一种广泛使用的调制方式。它的耐振动性能是其耐候性的重要指标,其中的保偏光纤延迟环对振动最敏感,是造成振动导致的FOCT的主要误差源之一。从力学特性和光学特性两方面分析了振动对FOCT误差的影响,指出外界振动的作用,会产生一个附加的调制叠加在PZT调制上,从而改变输出信号的谐波比,形成误差。理论分析和实验结果均表明,光纤延迟环的机械谐振特性对于误差有明显的影响,得到了多谐振点时的谐振曲线和计算公式,给出了不同频率、不同加速度以及不同被测电流时的误差,理论分析与实验基本一致。 展开更多

关键词 光纤电流互感器(FOCT) 振动误差 光纤延迟环

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类矩形保偏光纤应力双折射分析 被引量：6

3

作者 关荣锋 李占涛 +3 位作者 侯斌 甘志银 黄德修 刘胜 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期45-48,共4页

采用有限元方法对“类矩形”保偏光纤的应力双折射进行了分析,给出了保偏光纤横截面上的应力分布图形及应力双折射分布曲线;应用全矢量电磁场有限元方法,计算了保偏光纤的两个偏振模场的分布、传输常数及模式双折射.在给定模拟条件下,... 采用有限元方法对“类矩形”保偏光纤的应力双折射进行了分析,给出了保偏光纤横截面上的应力分布图形及应力双折射分布曲线;应用全矢量电磁场有限元方法,计算了保偏光纤的两个偏振模场的分布、传输常数及模式双折射.在给定模拟条件下,纤芯的应力双折射约为 3. 33×10-4,其模式双折射约为 3. 72×10-4.计算结果表明,这种“类矩形”保偏光纤与其它保偏光纤相比,有几个明显的优点,即有更佳的应力传递效果、均匀的应力场分布、更大的应力双折射. 展开更多

关键词 保偏光纤 应力双折射 偏振模 模场 纤芯 场分布 布图 矩形 常数 横截面

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领结型和椭圆型保偏光纤的应力和模式分析 被引量：8

4

作者 关荣锋 李占涛 +2 位作者 甘志银 黄德修 刘胜 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期277-281,共5页

应用有限元方法对领结型和椭圆型保偏光纤的热应力双折射特性和模式双折射进行了分析,给出了这两种保偏光纤的应力和双折射分布规律。对领结型保偏光纤,研究了纤芯的双折射和模式双折射随着应力区离纤芯距离的变化规律;对椭圆型保偏光纤... 应用有限元方法对领结型和椭圆型保偏光纤的热应力双折射特性和模式双折射进行了分析,给出了这两种保偏光纤的应力和双折射分布规律。对领结型保偏光纤,研究了纤芯的双折射和模式双折射随着应力区离纤芯距离的变化规律;对椭圆型保偏光纤,研究了纤芯的应力双折射和模式双折射随包层椭圆度的变化规律;分析了光纤应力区结构对纤芯双折射大小和均匀性的影响,并将应力诱导双折射与模式理论计算结果进行了比较。 展开更多

关键词 光纤光学 保偏光纤 有限元方法 应力诱导双折射 模式分析

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保偏光纤技术进展及发展趋势 被引量：12

5

作者 陈伟 李诗愈 +1 位作者 成煜 陆大方 《光通信研究》 北大核心 2003年第6期54-57,共4页

文章阐述了保偏光纤(PMF)的基本原理和制造技术,分析了国内外PMF的技术进展及PMF的发展趋势.

关键词 保偏光纤 双折射 光纤传感器 光纤陀螺 气相腐蚀法 光刻蚀法

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白光扫描干涉仪用于保偏光纤偏振耦合检测 被引量：6

6

作者 张红霞 张以谟 +1 位作者 贾大功 唐峰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期305-308,共4页

采用白光扫描干涉法,利用Michelson干涉仪中移动臂的移动补偿保偏光纤中产生的光程差,从而实现对保偏光纤绕组中偏振耦合点的耦合强度及空间位置分布的有效检测。分析了白光干涉仪的原理、结构以及干涉条纹特点,进行了保偏光纤环的扫描... 采用白光扫描干涉法,利用Michelson干涉仪中移动臂的移动补偿保偏光纤中产生的光程差,从而实现对保偏光纤绕组中偏振耦合点的耦合强度及空间位置分布的有效检测。分析了白光干涉仪的原理、结构以及干涉条纹特点,进行了保偏光纤环的扫描测量。结果表明,第一个保偏光纤环的质量优于其他各环,证明了仪器设计理论和实验结果相符。 展开更多

关键词 保偏光纤 偏振耦合 白光干涉仪 保偏光纤环扫描

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利用光纤偏振分束器和保偏光纤的传感解调系统 被引量：3

7

作者 王葵如 张锦龙 +2 位作者 余重秀 林妹妹 赵德新 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1923-1929,共7页

提出了一种利用光纤偏振分束器(PBS)和保偏光纤(PMF)中偏振模间干涉原理实现光纤布拉格光栅波长解调的方案,以提高光纤光栅传感解调系统的解调精度和稳定性。运用矩阵光学原理建立了数学分析模型,由此给出了系统输出信号与光纤光栅布拉... 提出了一种利用光纤偏振分束器(PBS)和保偏光纤(PMF)中偏振模间干涉原理实现光纤布拉格光栅波长解调的方案,以提高光纤光栅传感解调系统的解调精度和稳定性。运用矩阵光学原理建立了数学分析模型,由此给出了系统输出信号与光纤光栅布拉格波长之间的关系。通过仿真分析,研究了保偏光纤长度、输入光相对于保偏光纤主轴的偏振角度和光纤偏振分束器主轴方位对系统输出信号的影响,明确提出了提高系统灵敏度的方法。根据设计方案搭建了实验系统,并进行了实验验证。结果表明:该设计方案可行,系统的波长分辨率<1pm,测量精度<1pm,温度可测量范围为90℃。该系统测量精度高,其稳定性优于利用M-Z型干涉仪的解调装置。 展开更多

关键词 光纤光栅 传感解调 保偏光纤 偏振分束器

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偏振耦合测试在分布式应力传感中的理论分析 被引量：5

8

作者 张红霞 唐锋 +3 位作者 井文才 刘琨 贾大功 张以谟 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期208-212,共5页

对高双折射保偏光纤内部的分布式偏振模式耦合在分布式应力传感中的应用进行了理论分析.根据光弹理论和弹性力学理论,建立了横向应力作用下保偏光纤的偏振耦合模型,推导出应力下的偏振耦合强度公式.偏振耦合强度对应力的大小,方向,作用... 对高双折射保偏光纤内部的分布式偏振模式耦合在分布式应力传感中的应用进行了理论分析.根据光弹理论和弹性力学理论,建立了横向应力作用下保偏光纤的偏振耦合模型,推导出应力下的偏振耦合强度公式.偏振耦合强度对应力的大小,方向,作用长度以及保偏光纤的拍长都敏感.详细分析了每一个因素对耦合强度的影响.当横向应力的作用方向角为45°,作用长度为保偏光纤的一半时,这时保偏光纤耦合强度对应力传感最敏感. 展开更多

关键词 双折射 保偏光纤 偏振耦合 分布式应力传感

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保偏光纤对轴中的同轴度调节 被引量：4

9

作者 张伟 王乐锋 +1 位作者 荣伟彬 孙立宁 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期125-131,共7页

由于保偏光纤对轴时须保证旋转的光纤始终在显微镜的焦平面内,故本文设计了保偏光纤同轴度调节系统用于调节光纤相对电动旋转平台旋转中心的位置。采用显微视觉和电动位移平台运动检测出光纤的中心轴与电动旋转平台旋转中心的距离,基于... 由于保偏光纤对轴时须保证旋转的光纤始终在显微镜的焦平面内,故本文设计了保偏光纤同轴度调节系统用于调节光纤相对电动旋转平台旋转中心的位置。采用显微视觉和电动位移平台运动检测出光纤的中心轴与电动旋转平台旋转中心的距离,基于图像信息对二维手动平台实施调节,计算出调节后理论上的同轴度误差。结合显微视觉建立了实验系统。以电动平台旋转轴中心为原点建立直角坐标系,通过图像处理采用最小二乘法得到光纤中心线的直线方程,确定光纤中心与电动平台旋转中心的距离。将基于图像阈值的灰度差分函数作为清晰度函数,用实验方法确定其阈值,从而有效降低白噪声的影响。实验结果显示,经过调节的光纤和电动旋转平台的同轴度误差为3μm,能够应用在保偏光纤偏振轴的检测中。 展开更多

关键词 保偏光纤 同轴度调节 显微视觉 图像处理 清晰度函数

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四元数偏振光学研究进展 被引量：2

10

作者 吴重庆 黄泽铗 《激光杂志》 北大核心 2019年第1期1-10,共10页

全面地介绍了四元数方法在偏振光学中的理论研究进展,包括重新定义的斯托克斯四元数、琼斯四元数、琼斯-穆勒四元数(JMQ),指出了琼斯-穆勒四元数各个分量的物理意义,给出了斯托克斯四元数与琼斯四元数的简单关系。对于各向异性材料,给... 全面地介绍了四元数方法在偏振光学中的理论研究进展,包括重新定义的斯托克斯四元数、琼斯四元数、琼斯-穆勒四元数(JMQ),指出了琼斯-穆勒四元数各个分量的物理意义,给出了斯托克斯四元数与琼斯四元数的简单关系。对于各向异性材料,给出了一种直接从各向异性材料的介电张量求出琼斯-穆勒四元数JMQ的方法。证明了多重双折射效应导致的合成双折射满足重新定义的矢量叠加原理,以及使用叠加原理的条件。介绍了四元数偏振光学在保偏光纤应力传感器中的应用,利用四元数方法分析了它们的偏振问题,进行了实验,结果表明,利用四元数方法的理论分析结果与实验结果互相吻合得很好。 展开更多

关键词 四元数 四元数偏振光学 多重双折射效应 保偏光纤 保偏光纤传感器 应力传感器 光纤陀螺 光纤敏感环

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基于保偏光纤的应力传感系统设计与测试分析 被引量：1

11

作者 胡庆 卢晓宇 陈培俊 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2008年第8期10-12,共3页

提出了一种基于保偏光纤的应力传感及测试系统,讨论了保偏光纤在外部应力作用理偏振态的变化情况。从理论上分析了该传感系统的工作原理,搭建了实验系统,对光偏振度变化情况进行检测,采用DSP系统对实验结果进行实时采集处理。通过对外... 提出了一种基于保偏光纤的应力传感及测试系统,讨论了保偏光纤在外部应力作用理偏振态的变化情况。从理论上分析了该传感系统的工作原理,搭建了实验系统,对光偏振度变化情况进行检测,采用DSP系统对实验结果进行实时采集处理。通过对外处理结果进行分析,论证了保偏光纤应用于传感系统的有效性。 展开更多

关键词 光纤传感器 保偏光纤 双折射 偏振态

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三种保偏光纤的偏振特性研究 被引量：1

12

作者 娄淑琴 王智 +1 位作者 任国斌 简水生 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期50-54,共5页

应用全矢量模型对3种保偏光纤———椭圆芯光纤、椭圆芯光子晶体光纤和六角芯光子晶体光纤的偏振特性进行了分析。3种保偏光纤的基模场均具有较强的线偏振特性,光子晶体保偏光纤的模式双折射和走离幅度比椭圆芯光纤高1～2个量级。其中... 应用全矢量模型对3种保偏光纤———椭圆芯光纤、椭圆芯光子晶体光纤和六角芯光子晶体光纤的偏振特性进行了分析。3种保偏光纤的基模场均具有较强的线偏振特性,光子晶体保偏光纤的模式双折射和走离幅度比椭圆芯光纤高1～2个量级。其中六角芯结构更为有效,该结构不仅能有效地限制模场,而且模式双折射和走离幅度比椭圆芯光子晶体光纤高1倍。在所讨论的光子晶体保偏光纤中,大的走离使x和y两个偏振基模无法满足耦合所需的相位匹配条件,耦合效率大幅度下降,更易实现光的保偏传输。这为研制高性能的保偏光纤提供了一条新的途径。 展开更多

关键词 导波光学 偏振保持光纤 双折射 走离参数

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仿生气动肌纤维静态特性建模与实验研究 被引量：1

13

作者 雷静桃 张悦文 +1 位作者 戴臻豪 徐子力 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期566-574,共9页

开展气动肌纤维静态特性建模与实验研究,综合考虑气动肌纤维端部变形、摩擦力、死区气压等对其静态特性的影响,提出一种气动肌纤维静态特性数学模型.搭建气动肌纤维静态特性实验平台,开展气动肌纤维及气动肌纤维束静态特性等长实验、等... 开展气动肌纤维静态特性建模与实验研究,综合考虑气动肌纤维端部变形、摩擦力、死区气压等对其静态特性的影响,提出一种气动肌纤维静态特性数学模型.搭建气动肌纤维静态特性实验平台,开展气动肌纤维及气动肌纤维束静态特性等长实验、等张实验及等压实验,对比分析不同规格参数的气动肌纤维及气动肌纤维束的静态特性.基于实验所得的等压特性曲线,提出一种气动肌纤维束实验模型,由大量实验数据辨识获得符合实际情况的气动肌纤维及气动肌纤维束的静态特性数学模型,为气动肌纤维驱动微型仿生机器人的精准控制奠定基础. 展开更多

关键词 气动肌纤维 气动肌纤维束 静态特性

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保偏光纤桥梁变形测量方法研究 被引量：1

14

作者 胡庆 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期65-66,69,共3页

针对桥梁变形及应力监控的灵敏度较低等问题,论文根据光纤的光弹效应原理,提出一种基于保偏光纤的桥梁变形测量方法,建立了外应力与保偏光纤的偏振特性间的数学关系,设计了—个实验测试系统。测试结果表明利用保偏光纤进行桥梁形变和应... 针对桥梁变形及应力监控的灵敏度较低等问题,论文根据光纤的光弹效应原理,提出一种基于保偏光纤的桥梁变形测量方法,建立了外应力与保偏光纤的偏振特性间的数学关系,设计了—个实验测试系统。测试结果表明利用保偏光纤进行桥梁形变和应力参数监测的可行性。 展开更多

关键词 保偏光纤 光弹效应 偏振度 应力监测

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高性能保偏光纤制备及关键应用特性研究

15

作者 陈伟 李诗愈 +5 位作者 殷江明 罗文勇 莫琦 柯一礼 胡福明 但融 《光通信研究》 北大核心 2012年第6期42-44,共3页

开发了一种高性能PMF(保偏光纤)的制造工艺,并制备出包层直径为80μm的细径高性能PMF。试验结果表明,该光纤具有优良的全温(-50～85℃)偏振串音性能,光纤全温偏振串音变化典型值为3.232dB,具有良好的抗弯曲性能和良好的端面研磨性。

关键词 保偏光纤 光纤陀螺 特种光纤 制备 应用

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PMD对NOLM光开关性能的影响及其补偿措施

16

作者 袁明辉 张明德 孙小菡 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期881-885,共5页

基于耦合非线性薛定谔方程,采用分步傅里叶方法分析了一阶和二阶PMD对NOLM光开关性能的影响,指出PMD造成NOLM开关性能钝化,引起消光比严重恶化,采用合适的码型能在一定程度上减少PMD的影响.提出了一种在NOLM光纤环中内置保偏光纤以补偿... 基于耦合非线性薛定谔方程,采用分步傅里叶方法分析了一阶和二阶PMD对NOLM光开关性能的影响,指出PMD造成NOLM开关性能钝化,引起消光比严重恶化,采用合适的码型能在一定程度上减少PMD的影响.提出了一种在NOLM光纤环中内置保偏光纤以补偿PMD的方法,其补偿位置位于光纤环中点时对开关性能影响最小. 展开更多

关键词 非线性光纤环镜 偏振模色散 补偿 保偏光纤

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单模光纤中椭圆双折射下偏振模色散特性研究 被引量：9

17

作者 王戈 李康 孔繁敏 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期465-468,共4页

为了分析椭圆双折射对偏振模色散的影响,将模型中的偏振模色散(PMD)矢量及极化相关损耗(PDL)矢量设定为椭圆偏振矢量,应用保偏光纤(PMF)级联模型和蒙特卡罗仿真方法,研究在PDL影响下的PMD统计特性。研究表明,PMD和PDL矢量的椭圆偏振程度... 为了分析椭圆双折射对偏振模色散的影响,将模型中的偏振模色散(PMD)矢量及极化相关损耗(PDL)矢量设定为椭圆偏振矢量,应用保偏光纤(PMF)级联模型和蒙特卡罗仿真方法,研究在PDL影响下的PMD统计特性。研究表明,PMD和PDL矢量的椭圆偏振程度对PMD的统计分布和均值大小均会有影响;在椭圆偏振和PDL的联合影响下,PMD的统计分布为Maxwell和Gaussian分布的合分布。研究结果对偏振模色散的测试、补偿和系统设计均具有参考价值。 展开更多

关键词 光纤光学 偏振模色散 概率密度函数 蒙特卡罗仿真 极化相关损耗 保偏光纤级联模型

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横向应力对保偏光纤偏振耦合特性的影响 被引量：2

18

作者 蒋治国 刘继芳 +2 位作者 马琳 宋家争 韩彪 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期894-897,共4页

在考虑到各向同性光纤和各向异性光纤在横向应力作用下介电常量变化量差别的条件下,利用弹光效应和折射率椭球得到了外界横向应力与保偏光纤介电常量变化量的关系.采用耦合模理论分析了横向应力作用下保偏光纤偏振耦合特性,数值模拟了... 在考虑到各向同性光纤和各向异性光纤在横向应力作用下介电常量变化量差别的条件下,利用弹光效应和折射率椭球得到了外界横向应力与保偏光纤介电常量变化量的关系.采用耦合模理论分析了横向应力作用下保偏光纤偏振耦合特性,数值模拟了横向应力大小、方向以及作用长度对偏振耦合强度的影响,应力作用方向与主轴(未受外力)成45°时,光纤受扰最敏感;输出消光比随力作用长度呈现周期性变化,力的作用大小不同,交换能量周期也不同;在应力大小部分区域输出消光比和横向应力大小成线性关系,结论与已有实验结果一致. 展开更多

关键词 保偏光纤 偏振耦合 横向应力 耦合模理论

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基于保偏光纤取样光栅的宽频带滤波方法 被引量：1

19

作者 雷永庆 李亚娟 +2 位作者 徐晓峰 韦珏 康智慧 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2434-2438,共5页

提出一种新型刻录在保偏光纤上的取样布喇格光纤光栅.利用耦合模方程分析了此种光纤光栅的光谱特性,并利用切趾函数对光栅的输出谱进行了优化处理,最终可以实现高品质的宽频带多波长滤波.频带宽度为普通取样布喇格光纤光栅的2倍,经过切... 提出一种新型刻录在保偏光纤上的取样布喇格光纤光栅.利用耦合模方程分析了此种光纤光栅的光谱特性,并利用切趾函数对光栅的输出谱进行了优化处理,最终可以实现高品质的宽频带多波长滤波.频带宽度为普通取样布喇格光纤光栅的2倍,经过切趾处理后,此种光纤光栅的边模抑制比也有显著提高. 展开更多

关键词 取样光纤布喇格光栅 保偏光纤 密集波分复用系统 多波长滤波器

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高双折射Sagnac环透射特性的理论与实验研究 被引量：1

20

作者 李海兰 王燕 +1 位作者 张兴娇 叶志清 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期899-903,共5页

采用传输矩阵分析法、数值模拟和实验研究相结合的方法研究了由光耦合器(OC)、偏振控制器(PC)和保偏光纤(PMF)组成的高双折射Sagnac干涉环的透射特性。理论分析了PMF特性和PC状态对输出特性的影响,并通过数值模拟得到了PMF长度、双折射... 采用传输矩阵分析法、数值模拟和实验研究相结合的方法研究了由光耦合器(OC)、偏振控制器(PC)和保偏光纤(PMF)组成的高双折射Sagnac干涉环的透射特性。理论分析了PMF特性和PC状态对输出特性的影响,并通过数值模拟得到了PMF长度、双折射率(Δn)和PC状态不同时所对应的透射光谱。最后通过实验验证得出了波长间隔只由PMF的长度和双折射率Δn决定,透射率大小只由PC状态决定,而透射谱的峰值位置由PMF和PC状态共同决定的规律。实验结果与理论分析结果非常一致,对Sagnac环透射规律的研究对这种可调谐滤波器在多波长光纤激光器中的应用具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 Sagnac干涉环 保偏光纤 双折射率 偏振控制器 可调谐滤波器

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