侧边抛磨光纤抛磨表面粗糙程度分析 被引量：1

1

作者 韩玉琪 唐洁媛 +1 位作者 廖建尚 凌菁 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2024年第5期312-320,共9页

为探索利用侧边抛磨光纤(SPF)实现微探针型的“光纤上的实验室”,利用灰度共生矩阵(GLCM)纹理特征分析方法分析SPF抛磨表面粗糙程度;基于基尼系数和袋外样本(OOB)误差估计的随机森林(RF)特征重要性排序方法优选纹理特征子集,实现在SPF... 为探索利用侧边抛磨光纤(SPF)实现微探针型的“光纤上的实验室”,利用灰度共生矩阵(GLCM)纹理特征分析方法分析SPF抛磨表面粗糙程度;基于基尼系数和袋外样本(OOB)误差估计的随机森林(RF)特征重要性排序方法优选纹理特征子集,实现在SPF抛磨表面上精确识别不同粗糙程度的抛磨区域。实验表明,SPF抛磨表面平坦区域具有对比度均值、熵均值高,二阶矩均值、均匀性均值以及相关性均值低的纹理特征特点;基于纹理特征重要性排序方法,衡量了GLCM纹理特征各参数对SPF抛磨表面不同粗糙程度分类识别敏感的强弱,优选出由方差、二阶矩、熵、对比度构成的特征子集,结果表明,利用优选特征子集对SPF抛磨表面粗糙度进行RF分类验证实验,分类精度可达到95.65%。可为探索SPF传感器件中粗糙抛磨表面与环境材料的光耦合机制对传感器灵敏度的影响提供依据,为探索在SPF抛磨面上精确识别高传感灵敏度区域提供参考。 展开更多

关键词 侧边抛磨光纤 纹理特征 灰度共生矩阵 随机森林 光纤传感器

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侧边抛磨光纤中传输光功率变化的实验研究 被引量：13

2

作者 白春河 陈哲 +3 位作者 李丰丽 张云聪 曾应新 刘林和 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1068-1072,共5页

针对轮式光纤侧边抛磨法制备的侧边抛磨光纤,研究了在侧边抛磨区覆盖不同折射率的材料时,侧边抛磨光纤传输光功率随覆盖材料折射率变化的特性.研究表明,侧边抛磨光纤中传输光功率会随抛磨区覆盖材料折射率的变化而改变.当覆盖材料的折... 针对轮式光纤侧边抛磨法制备的侧边抛磨光纤,研究了在侧边抛磨区覆盖不同折射率的材料时,侧边抛磨光纤传输光功率随覆盖材料折射率变化的特性.研究表明,侧边抛磨光纤中传输光功率会随抛磨区覆盖材料折射率的变化而改变.当覆盖材料的折射率小于1.4378时,光功率损耗近似为零;而当覆盖材料的折射率逐渐增大接近1.4521时,光功率损耗迅速增大至最大值.当覆盖材料的折射率由1.4532逐渐增大时,光功率损耗由最大值逐渐减小,最终维持在某个确定的值.侧边抛磨光纤并不是抛磨深度越深,损耗就越大.侧边抛磨光纤中传输的光功率存在波长相关损耗(WDL).实验结果与理论结论符合较好. 展开更多

关键词 侧边抛磨光纤 光纤 光功率 折射率 光传输

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基于侧边抛磨光纤倏逝场的折射率传感特性 被引量：10

3

作者 白春河 罗云瀚 +3 位作者 陈哲 陈小龙 徐梦云 唐洁媛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1182-1186,共5页

为了优化基于侧边抛磨光纤器件的性能,采用在线抛磨和测量的方法,实验研究了抛磨区长度和抛磨区剩余包层厚度对侧边抛磨光纤折射率传感特性的影响.研究发现,侧边抛磨光纤对材料折射率的传感特性依据灵敏度可以分为三个区域:1)折射率在1.... 为了优化基于侧边抛磨光纤器件的性能,采用在线抛磨和测量的方法,实验研究了抛磨区长度和抛磨区剩余包层厚度对侧边抛磨光纤折射率传感特性的影响.研究发现,侧边抛磨光纤对材料折射率的传感特性依据灵敏度可以分为三个区域:1)折射率在1.300～1.450范围内,传感特性的灵敏度很低,但线性度很好;2)折射率在1.450～1.500范围内,具有灵敏的传感特性,但在这个范围内线性度较差;3)折射率液大于1.500以后,可以同时获得较好的灵敏度、线性度和稳定性.比较抛磨区长度分别为10mm和20mm的侧边抛磨光纤,20mm的抛磨区长度不会提高传感的灵敏度,却会增加器件的不稳定性.抛磨光纤剩余包层厚度对传感灵敏度和功率损耗有重要影响,可依据器件实际需要选择合适的剩余包层厚度. 展开更多

关键词 侧边抛磨光纤 折射率 灵敏度 剩余包层厚度

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侧边抛磨光纤波导传输特性的理论分析 被引量：18

4

作者 陈哲 崔菲 曾应新 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期918-923,共6页

在建立侧边抛磨光纤D型光纤边界条件的基础上,用三维有限差分光束传输法计算和分析了侧边抛磨光纤器件的光功率衰减随光纤的侧边抛磨长度、光纤侧边抛磨后剩余包层的厚度、以及填充聚合物材料折射率三个参量变化的特性·结果表明,... 在建立侧边抛磨光纤D型光纤边界条件的基础上,用三维有限差分光束传输法计算和分析了侧边抛磨光纤器件的光功率衰减随光纤的侧边抛磨长度、光纤侧边抛磨后剩余包层的厚度、以及填充聚合物材料折射率三个参量变化的特性·结果表明,侧边抛磨光纤器件的光功率衰减随着抛磨长度的增加而增大;当抛磨长度等于9mm时,光功率衰减随着剩余包层厚度的增大而单调递减.而当抛磨长度大于9mm时,剩余包层厚度小于3μm的范围内,光衰减随着剩余包层厚度的增加出现振荡;当聚合物折射率与纤芯折射率相同时,光功率衰减最大· 展开更多

关键词 侧边抛磨光纤 有限差分光束传输法 波导 光功率衰减 折射率

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侧边抛磨光纤的光谱调制型表面等离子体共振传感研究 被引量：3

5

作者 罗云瀚 陈小龙 +8 位作者 徐梦云 葛嘉 张怡龙 何永红 唐洁媛 余健辉 张军 陈哲 陈星旦 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期577-581,共5页

表面等离子体共振传感是基于光学消逝波与金属表面等离子体波共振的一种高灵敏度、快速、无标记的测量方式。光纤的表面等离子体共振传感具有在线测量、体积小、抗电磁干扰等优点。为提高折射率传感灵敏度，采用轮式侧边抛磨法抛磨掉多... 表面等离子体共振传感是基于光学消逝波与金属表面等离子体波共振的一种高灵敏度、快速、无标记的测量方式。光纤的表面等离子体共振传感具有在线测量、体积小、抗电磁干扰等优点。为提高折射率传感灵敏度，采用轮式侧边抛磨法抛磨掉多模光纤的全部包层和部分纤芯，并采用溅射法在光纤抛磨区先镀高折射率的铬层然后镀金膜，制作了侧边抛磨光纤表面等离子体共振传感器。研究结果表明：该传感器可实现液体折射率在1.333～1.431 RIU范围的测试，平均光谱灵敏度为4.11×103 nm · RIU -1，在1.417～1.431 RIU折射率范围内光谱灵敏度达1.09×104 nm · RIU -1，折射率测量范围和光谱灵敏度均优于已报道的结果。此外，该传感器具有良好的稳定性与重复性实验测试，最小分辨率约为3.6×10-5 RIU。该传感器光谱灵敏度高、检测范围大、尺寸小及良好的稳定性与重复性等优点，可被用于食品检测、环境监测、生物医学检测等相关领域。 展开更多

关键词 光纤传感器 表面等离子体共振 侧边抛磨光纤 光谱灵敏度

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基于侧边抛磨光纤的全光纤在线光功率监测器 被引量：3

6

作者 肖雅婷 陈哲 +3 位作者 张凌童 张军 覃家荣 潘昊 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期620-625,共6页

应用侧边抛磨光纤的倏逝波原理,用光电探测器对光纤侧边抛磨区出射光能进行监测,根据理论和实验分析光纤侧边抛磨区出射光能分布,将具有特殊U型侧边抛磨形状和适当抛磨深度的侧边抛磨光纤与光电探测器精密微封装,制成基于侧边抛磨光纤... 应用侧边抛磨光纤的倏逝波原理,用光电探测器对光纤侧边抛磨区出射光能进行监测,根据理论和实验分析光纤侧边抛磨区出射光能分布,将具有特殊U型侧边抛磨形状和适当抛磨深度的侧边抛磨光纤与光电探测器精密微封装,制成基于侧边抛磨光纤的全光纤在线光功率监测器。测试表明:此全光纤在线光功率监测器对光纤传输的光功率响应特性好,监测器光电转换效率可达200 mA/W以上。测试了器件的插入损耗、波长相关损耗、波长相关光电转换效率和偏振相关损耗等。其波长相关损耗和偏振相关损耗分别为0.3 dB(1 520 nm～1 620 nm)和0.07 dB(1 310nm)。此器件具有对光纤纤芯无破坏、光路中无插入元件、可与光纤系统直接熔接等诸多优点。 展开更多

关键词 侧边抛磨光纤 光功率监测器 在线监测 全光纤 光电探测器

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基于侧边抛磨光纤的表面布拉格光栅温度传感器 被引量：4

7

作者 章勇 唐丽 +2 位作者 陈哲 余健辉 钟永春 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期633-638,共6页

为了实现在侧边抛磨光纤(SPF)上制作布拉格光栅结构并提高器件设计灵活性,利用重铬酸盐明胶(DCG)作为光刻材料,提出一种新型的光纤表面布拉格光栅制作方法并对该器件温度传感特性进行研究。使用轮式抛磨系统制作SPF,并在SPF侧抛面上旋涂... 为了实现在侧边抛磨光纤(SPF)上制作布拉格光栅结构并提高器件设计灵活性,利用重铬酸盐明胶(DCG)作为光刻材料,提出一种新型的光纤表面布拉格光栅制作方法并对该器件温度传感特性进行研究。使用轮式抛磨系统制作SPF,并在SPF侧抛面上旋涂DCG,通过干涉光束曝光显影制作表面布拉格光栅。光谱测量表明:带有布拉格光栅的侧边抛磨光纤在1 480.2nm处有透射谷,在相应位置反射谱有明显反射峰,其调制幅度达到15.9dB,这是由于表面光栅的布拉格反射所致。温度传感实验表明,该布拉格反射峰的温度灵敏度为17.84pm/℃。这种器件已在光纤传感和光纤滤波器等方面获得应用。 展开更多

关键词 侧边抛磨光纤 光纤布拉格光栅 表面光栅 重铬酸盐明胶 温度传感器

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基于侧边抛磨光纤传感器的便携式折射率检测仪 被引量：2

8

作者 张亚楠 雷浩 +6 位作者 杨雨 何彩燕 甘焕标 谢梦圆 余健辉 陈哲 张军 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2019年第4期24-28,共5页

基于单模和多模侧边抛磨光纤对不同折射率液体的光敏性不同的原理,以MSP430F149微处理器为主控芯片,配合光源、光探测器、折射率检测模块和控制模块,设计开发了便携式折射率检测仪。实验数据表明,基于侧边抛磨光纤的折射率检测仪可以用... 基于单模和多模侧边抛磨光纤对不同折射率液体的光敏性不同的原理,以MSP430F149微处理器为主控芯片,配合光源、光探测器、折射率检测模块和控制模块,设计开发了便携式折射率检测仪。实验数据表明,基于侧边抛磨光纤的折射率检测仪可以用于折射率的定量分析和定性判别分析;仪器的光功率标准差<5%,折射率标准差<0.02%。实现了基于侧边抛磨光纤的折射率检测仪的一体化、便携化、商品化。 展开更多

关键词 侧边抛磨光纤 折射率检测仪 定量分析 定性判别分析

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基于侧边抛磨光纤的传感技术研究综述 被引量：1

9

作者 卓琳青 唐洁媛 +8 位作者 朱文国 郑华丹 卢惠辉 关贺元 罗云瀚 钟永春 余健辉 张军 陈哲 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期733-746,共14页

随着光纤微加工技术的发展,侧边抛磨光纤(side polished fiber,SPF)在光纤传感器领域开辟了一个新纪元。在普通通信光纤的基础上,通过完全或者部分去除一段长度的光纤包层形成传输光场的“泄漏窗口”,利用光场与物质相互作用来激发、控... 随着光纤微加工技术的发展,侧边抛磨光纤(side polished fiber,SPF)在光纤传感器领域开辟了一个新纪元。在普通通信光纤的基础上,通过完全或者部分去除一段长度的光纤包层形成传输光场的“泄漏窗口”,利用光场与物质相互作用来激发、控制、探测光纤纤芯中的传输光场,从而制备了各种基于倏逝场的传感器。优化光纤的抛磨参数和导模特性是实现高性能光纤传感器的关键。侧边抛磨光纤具有可靠的机械性能和极小的插入损耗、偏振相关损耗,使其成为研究“光纤上实验室”的优质平台。本文综述了基于侧边抛磨光纤传感器的原理、分类、研究进展和应用领域。 展开更多

关键词 侧边抛磨光纤 光纤传感器 光纤微加工技术 倏逝场 光纤上实验室

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数字全息成像技术测量侧边抛磨光纤包层剩余厚度

10

作者 汪峰 马杰 +3 位作者 陈哲 钟金钢 余健辉 钟永春 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期652-659,共8页

测量侧边抛磨光纤(side-polished fiber,SPF)的包层剩余厚度对其应用有重要的指导意义,现今的测量方法均有所不足,现提出一种基于数字全息技术的测量方法。利用单模光纤纤芯折射率比包层折射率高的特点,基于数字全息成像技术,通过角谱... 测量侧边抛磨光纤(side-polished fiber,SPF)的包层剩余厚度对其应用有重要的指导意义,现今的测量方法均有所不足,现提出一种基于数字全息技术的测量方法。利用单模光纤纤芯折射率比包层折射率高的特点,基于数字全息成像技术,通过角谱传播法对二维全息图进行相位重构,并通过精确最小二乘法解相位包裹,得到侧边抛磨光纤的相位分布图。根据重构的相位分布图,进一步运用相关的边缘提取算法处理得到侧边抛磨光纤包层剩余厚度。实验测量结果与电子扫描电镜(SEM)测量结果相比,测量相对误差小于0.5%。这种测量方法是一种直接测量方法,减小了间接测量法中由于光纤不对称以及SPF轮廓边缘衍射所带来的测量误差,为侧边抛磨光纤包层剩余厚度的无损、在线测量提供了一种新的途径。同时,此方法还可应用于测量其他特种光纤,例如光子晶体光纤、微纳光纤等。 展开更多

关键词 相干光学 包层剩余厚度 数字全息技术 侧边抛磨光纤 角谱法 相位分布图

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带抛磨过渡区的侧边抛磨光纤波导传输特性分析

11

作者 何祖平 陈哲 +2 位作者 崔菲 肖雅婷 张军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期1148-1153,共6页

根据侧边抛磨光纤实验结果,建立了带抛磨过渡区侧边抛磨光纤的三维光学波导模型,用三维有限差分光束传输法计算和分析了侧边抛磨光纤的光传输特性。带抛磨过渡区光纤波导模型的计算结果与实验吻合较好,此模型较好地反映了在侧边抛磨光... 根据侧边抛磨光纤实验结果,建立了带抛磨过渡区侧边抛磨光纤的三维光学波导模型,用三维有限差分光束传输法计算和分析了侧边抛磨光纤的光传输特性。带抛磨过渡区光纤波导模型的计算结果与实验吻合较好,此模型较好地反映了在侧边抛磨光纤中的光功率传输特性。计算分析表明,侧边抛磨区的长度对侧边抛磨光纤光传输特性有影响,但在抛磨区长度小于一定数值时,传输损耗并不随抛磨区长度的增加而单调增加。侧边抛磨光纤中,传输光由于抛磨过渡区的存在,光功率的衰减随包层剩余厚度的变化关系不是单调的,存在多值现象。侧边抛磨区覆盖物折射率对光传输特性的影响较大,特别是对光衰减影响很大。侧边抛磨区覆盖物宽度和高度的变化也使光功率传输损耗呈振荡变化。 展开更多

关键词 侧边抛磨光纤 抛磨过渡区 波导 有限差分光束传输法

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基于侧边抛磨光纤传感器的混合液晶薄膜光折变特性研究

12

作者 李小庆 陈哲 +1 位作者 余健辉 杜垚 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期106-110,共5页

利用侧边抛磨光纤(SPF)传感器抛磨区对外界折射率敏感的特性,研究了混合有偶氮苯(AZO)和手征材料(ZLI811)的液晶混合物薄膜在紫外光照射下产生的光折变效应。将液晶、AZO和ZLI811等3种材料的混合物涂覆在经过标定的SPF传感器的抛磨区上... 利用侧边抛磨光纤(SPF)传感器抛磨区对外界折射率敏感的特性,研究了混合有偶氮苯(AZO)和手征材料(ZLI811)的液晶混合物薄膜在紫外光照射下产生的光折变效应。将液晶、AZO和ZLI811等3种材料的混合物涂覆在经过标定的SPF传感器的抛磨区上,制备成混合物薄膜。用UV光照射光敏薄膜导致SPF中传输光功率改变。实验表明:混合物薄膜在UV光照射下有光敏特性,会产生折射率变化,其折射率从1.474变到1.470。这表明此光敏薄膜材料是负光折变材料。这种光敏薄膜材料可应用于制作新型全光纤光控器件和传感器。 展开更多

关键词 侧边抛磨光纤 光折变效应 光敏薄膜 光泵浦

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侧边抛磨单模光纤表面等离子体传感器的设计和优化 被引量：4

13

作者 冯信洁 毛培玲 +9 位作者 陈小龙 罗云瀚 彭水华 陈超英 王芳 唐洁媛 余健辉 张军 卢惠辉 陈哲 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1419-1423,共5页

光纤表面等离子体共振传感器具有体积小、抗电磁干扰,可以实现在线实时远距离检测的优点。为提高传感器的性能,建立了侧边抛磨光纤表面等离子体共振传感的物理模型,分别研究了侧边抛磨光纤的剩余厚度、银膜层的厚度对传感器的灵敏度、... 光纤表面等离子体共振传感器具有体积小、抗电磁干扰,可以实现在线实时远距离检测的优点。为提高传感器的性能,建立了侧边抛磨光纤表面等离子体共振传感的物理模型,分别研究了侧边抛磨光纤的剩余厚度、银膜层的厚度对传感器的灵敏度、共振峰的深度和半高全宽等的影响。结果表明:光纤剩余厚度越小,表面等离子体共振现象越强;随银膜层的厚度增大,共振峰的宽度变宽,而传感器的灵敏度呈现非单调变化。通过综合表面等离子体共振传感器的折射率传感灵敏度和共振峰半高全宽,提出了质量因数作为传感器的优化指标,并最终得到最优化的设计方案为光纤剩余厚度为66.5μm,银膜的厚度为50nm,此时质量因数达到98.67。 展开更多

关键词 光纤传感器 表面等离子体共振 侧边抛磨光纤 光谱灵敏度 质量因数

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用于地沟油快速检测的光纤传感器 被引量：7

14

作者 李斯本 陈哲 +4 位作者 谢梦圆 张军 欧仕益 汪勇 马顺 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2013年第1期4-6,共3页

基于侧边抛磨光纤倏逝波原理,研制出的地沟油和食用植物油快速检验和测定的光纤传感器。该传感器是在光源稳定的情况下,用地沟油和食用植物油分别完全覆盖侧边抛磨光纤抛磨区,用光功率计测量侧边抛磨光纤出射光功率。实验表明,在常温下... 基于侧边抛磨光纤倏逝波原理,研制出的地沟油和食用植物油快速检验和测定的光纤传感器。该传感器是在光源稳定的情况下,用地沟油和食用植物油分别完全覆盖侧边抛磨光纤抛磨区,用光功率计测量侧边抛磨光纤出射光功率。实验表明,在常温下(25℃),将地沟油和食用植物油分别完全覆盖抛磨区,造成的输出光功率衰减值相差5～20 dB,可以有效的检验出地沟油。这种新的传感器具有可携带、分辨率较高、响应迅速、检测时间短、成本低廉等优点,易于推广和应用。 展开更多

关键词 传感器 光电检测 侧边抛磨光纤 地沟油

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光纤耦合三角形金柱阵列的等离子体共振 被引量：5

15

作者 罗云瀚 毛培玲 +8 位作者 陈超英 彭水华 王芳 方俊彬 张军 唐洁媛 卢惠辉 余健辉 陈哲 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期123-129,共7页

为了满足表面等离子体传感器高灵敏度、高线性以及较大测量范围的需求,提出侧边抛磨光纤耦合的三角形纳米金柱阵列等离子体共振传感模型.用有限元法仿真得出侧边抛磨光纤倏逝场激发出三角形纳米金柱的三种等离子体共振模式,分别为传输... 为了满足表面等离子体传感器高灵敏度、高线性以及较大测量范围的需求,提出侧边抛磨光纤耦合的三角形纳米金柱阵列等离子体共振传感模型.用有限元法仿真得出侧边抛磨光纤倏逝场激发出三角形纳米金柱的三种等离子体共振模式,分别为传输等离子体、三角形纳米金柱的本征等离子体和柱间等离子体,在传感器透射谱中呈现三个共振波谷.本征等离子体和柱间等离子体均属于局域等离子体,所对应的共振波谷对外界环境折射率的灵敏度较低但具有很高的线性度.传输等离子体对应的波谷随折射率变化灵敏度很高且呈非线性关系,优化后三角形金柱阵列设计中,当折射率为1.38~1.42RIU时,灵敏度高达12 882nm/RIU.该传感结构集成了侧边抛磨光纤的强倏逝场,具有传输等离子体的高灵敏度、局域等离子体的高线性度和大测量动态范围等优点,有重要的研究意义和实用价值. 展开更多

关键词 表面等离子体共振 侧边抛磨光纤 有限元法 三角形纳米金柱阵列 灵敏度 线性度 大测量动态范围

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全光纤热光型可变光衰减器的闭环控制 被引量：2

16

作者 潘昊 陈哲 +1 位作者 张云聪 张凌童 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2008年第3期36-39,共4页

根据全光纤热光型变光衰减器(FTOVOA)的光电特性提出了针对该型FTOVOA的闭环控制的设计,并研制了该型FTOVOA的闭环控制系统。实验结果表明,当FTOVOA衰减量小于35dB时,闭环控制系统使光衰减量漂移小于±0.23dB。通过引入闭环控制不... 根据全光纤热光型变光衰减器(FTOVOA)的光电特性提出了针对该型FTOVOA的闭环控制的设计,并研制了该型FTOVOA的闭环控制系统。实验结果表明,当FTOVOA衰减量小于35dB时,闭环控制系统使光衰减量漂移小于±0.23dB。通过引入闭环控制不仅改善了全光纤热光型可变光衰减器的稳定性,而且使这种电流控制型的可变光衰减器变为一种电压控制型器件。 展开更多

关键词 可变光衰减器 侧边抛磨光纤 全光纤器件 闭环控制 光功率监控

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