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光纤传感技术的研究进展及应用 被引量:76
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作者 侯俊芳 裴丽 +1 位作者 李卓轩 刘超 《光电技术应用》 2012年第1期49-53,共5页
随着光纤传感技术的不断发展,几乎在各个领域得到研究与应用。综述光纤传感技术的最新研究进展及其在某些领域的应用开发研究。首先介绍了光纤光栅传感器、阵列式光纤传感系统、分布式光纤传感系统以及智能结构的光纤传感器原理、优缺... 随着光纤传感技术的不断发展,几乎在各个领域得到研究与应用。综述光纤传感技术的最新研究进展及其在某些领域的应用开发研究。首先介绍了光纤光栅传感器、阵列式光纤传感系统、分布式光纤传感系统以及智能结构的光纤传感器原理、优缺点及研究方向,这些是目前研究的热点;其后介绍了光纤传感技术在军事、周界安防、工程应用、电力工业等领域的应用趋势;最后是对光纤传感技术发展的进一步展望。 展开更多
关键词 光纤传感技术 光纤传感发展 光纤传感应用
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光纤激光器的调制实验研究 被引量:1
2
作者 宁提纲 童治 +5 位作者 裴丽 谭中伟 刘艳 陆玉春 耿蕊 简水生 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期77-79,共3页
为了得到光纤激光器的好的调制特性,对光纤激光器的偏振态控制与否进行了对比试验,发现激光器没有进行偏振态控制,调制后的信号为噪声,即无法调制;利用扭转光纤控制构成腔的偏振态,选频器采用保偏光纤上写入的光纤光栅研制的环形激光器... 为了得到光纤激光器的好的调制特性,对光纤激光器的偏振态控制与否进行了对比试验,发现激光器没有进行偏振态控制,调制后的信号为噪声,即无法调制;利用扭转光纤控制构成腔的偏振态,选频器采用保偏光纤上写入的光纤光栅研制的环形激光器,调制特性可以与半导体激光器相比拟。比较了利用半导体激光器与偏振态控制的光纤激光器100km传输实验结果,二者结果一致。研究结果有利于光纤激光器在光纤通信中的应用。 展开更多
关键词 光通信 光纤激光器 保偏光纤光栅 调制
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全光纤保偏声光调制器的研究与应用 被引量:1
3
作者 徐曜 裴丽 +1 位作者 李卓轩 刘超 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2013年第4期496-499,共4页
全光纤保偏声光调制器(PAOM)是光传感和光通信系统的重要组成部分。理论分析了全光纤保偏声光调制器两正交偏振轴的光能量转换机理及耦合效率,讨论了在扭转声波作用下,两种全光纤保偏声光调制器的结构和调制原理。最后讨论了这种调制器... 全光纤保偏声光调制器(PAOM)是光传感和光通信系统的重要组成部分。理论分析了全光纤保偏声光调制器两正交偏振轴的光能量转换机理及耦合效率,讨论了在扭转声波作用下,两种全光纤保偏声光调制器的结构和调制原理。最后讨论了这种调制器在温度、应变及气体检测中的应用,并讨论了其优缺点。 展开更多
关键词 声光调制器 能量耦合效率 扭转声波 传感器
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基于虚像相位阵列的光谱测量技术研究与应用 被引量:1
4
作者 李红梅 谭中伟 张磊 《光电技术应用》 2016年第6期10-14,61,共6页
虚像相位阵列(VIPA)具有色散角度大、结构简单、成本较低等优势,对波分复用、色散补偿、脉冲整形等领域产生了重大影响。虚像相位阵列与衍射光栅结合解决了光谱混叠现象,使其在光滤波器、光谱成像、光谱处理等领域的应用成为可能。基于... 虚像相位阵列(VIPA)具有色散角度大、结构简单、成本较低等优势,对波分复用、色散补偿、脉冲整形等领域产生了重大影响。虚像相位阵列与衍射光栅结合解决了光谱混叠现象,使其在光滤波器、光谱成像、光谱处理等领域的应用成为可能。基于虚像相位阵列的光谱仪具有采集时间短、频谱测量范围宽、光谱分辨率高等优点,能应用于气体检测、分子科学、微生物学等领域,因此成为研究热点。基于ZEMAX光学软件对VIPA二维成像进行了仿真,分析了VIPA的厚度和入射角对其衍射、损耗、光谱分辨率和空间分辨率的影响,讨论了VIPA用于成像时的最佳厚度和角度,最后阐述了基于VIPA的布里渊和光频梳光谱仪,论述了不同类型光谱仪的性能和应用,并对未来进行了展望。 展开更多
关键词 虚像相位阵列 光谱仪 光谱测量 光谱成像 ZEMAX
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全光纤串联双环谐振器的滤波特性研究
5
作者 陈飞 裴丽 刘超 《光电技术应用》 2014年第2期46-50,共5页
基于传输矩阵法,分析了串联双环谐振滤波器传输特性,推导出了通路和下话路的传输函数表达式及最佳耦合条件。在忽略损耗情况下,计算分析了耦合系数和微环半径对滤波特性的影响,并进行了参数优化。计算结果表明:当串联双环半径分别为40μ... 基于传输矩阵法,分析了串联双环谐振滤波器传输特性,推导出了通路和下话路的传输函数表达式及最佳耦合条件。在忽略损耗情况下,计算分析了耦合系数和微环半径对滤波特性的影响,并进行了参数优化。计算结果表明:当串联双环半径分别为40μm和50μm、微环与直波导耦合系数为0.2时,滤波器的自由光谱范围能够达到22 nm且3 dB带宽仅为0.27 nm,从而能够实现在50 GHZ间隔的密集波分复用系统中仅对某一特定波长进行滤波。 展开更多
关键词 集成光学 微环谐振器 串联双环 滤波特性 耦合系数
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全光纤带通声光可调谐滤波器特性的研究
6
作者 徐春霞 吴良英 《光电技术应用》 2017年第6期24-28,66,共6页
提出一种全光纤带通声光可调谐滤波器结构,通过在包层腐蚀的单模光纤中引入模式转换器,来阻断纤芯中原本传输的基模,并同时将包层模耦合至纤芯中。结果表明,增加声横波频率,带通滤波器谐振峰出现"蓝移"现象,并且,滤波器谐振... 提出一种全光纤带通声光可调谐滤波器结构,通过在包层腐蚀的单模光纤中引入模式转换器,来阻断纤芯中原本传输的基模,并同时将包层模耦合至纤芯中。结果表明,增加声横波频率,带通滤波器谐振峰出现"蓝移"现象,并且,滤波器谐振峰随着包层半径的增大而减小,声横波功率的增加可以一定程度增大谐振波峰。在包层半径rcl=32.5μm,声横波功率Pa=20 mW,频率fa=1.5 MHz处获得3 dB带宽为2.13 nm的带通滤波;调节声横波频率fa从1.2 MHz至1.5 MHz,可实现85.18 nm波长范围的调谐,该波长可调谐带通滤波器可以用在增益带宽较大的光纤激光器中。 展开更多
关键词 单模光纤 模式转换 带通滤波器 声光可调谐滤波器
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空分复用光纤的特性及其应用研究 被引量:15
7
作者 裴丽 王建帅 +4 位作者 郑晶晶 宁提纲 解宇恒 何倩 李晶 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期35-46,共12页
随着5G、物联网以及大数据等业务的发展,光通信网作为数据传输的主干线,扩展其系统容量、提高传输稳定性以及网络智能化势在必行。空分复用技术主要以多芯光纤、少模光纤以及少模-多芯光纤作为实现载体,被认为是提升光通信网络系统容量... 随着5G、物联网以及大数据等业务的发展,光通信网作为数据传输的主干线,扩展其系统容量、提高传输稳定性以及网络智能化势在必行。空分复用技术主要以多芯光纤、少模光纤以及少模-多芯光纤作为实现载体,被认为是提升光通信网络系统容量、构建下一代光通信网络的关键。主要研究了空分复用光纤在光传输、高性能激光器、光纤传感等领域的应用,结合已报道的实验结果,充分说明空分复用光纤的研究是现代光纤通信系统的重要方向,也是未来光通信领域研究和关注的热点。 展开更多
关键词 多芯光纤 少模光纤 高功率光纤激光器 光纤传感
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单壁碳纳米管薄膜制备及其光学特性研究 被引量:2
8
作者 宋秋艳 陈根祥 +1 位作者 谭晓琳 田恺 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期181-185,共5页
为了将单壁碳纳米管制成实际可用的光电子器件,采用一种新的梯度升温热亚胺化法来制备单壁碳纳米管/聚酰亚胺薄膜。利用分光光度计测得单壁碳纳米管的质量分数为0.02的单壁碳纳米管/聚酰亚胺薄膜的反射谱、透射谱和吸收谱,得到薄膜线性... 为了将单壁碳纳米管制成实际可用的光电子器件,采用一种新的梯度升温热亚胺化法来制备单壁碳纳米管/聚酰亚胺薄膜。利用分光光度计测得单壁碳纳米管的质量分数为0.02的单壁碳纳米管/聚酰亚胺薄膜的反射谱、透射谱和吸收谱,得到薄膜线性折射率随波长的变化;拟合Sellmeyer公式,得到单壁碳纳米管/聚酰亚胺薄膜的Sellmeyer参量。利用z扫描技术研究了单壁碳纳米管/聚酰亚胺薄膜的3阶非线性特性。结果表明,单壁碳纳米管/聚酰亚胺薄膜具有很强的饱和吸收特性,其非线性吸收系数为β=-5.3×10-10cm/W;并且具有较强的自散焦效应,对应的非线性折射系数为γ=-4.1×10-13cm2/W。单壁碳纳米管/聚酰亚胺薄膜具有较强的非线性光学特性。 展开更多
关键词 薄膜 单壁碳纳米管 聚酰亚胺 分光光度计 Sellmeyer公式 Z扫描 3阶非线性特性
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光纤传感技术在物联网中的应用 被引量:10
9
作者 闫俊芳 裴丽 +2 位作者 陈志伟 刘超 李卓轩 《光电技术应用》 2012年第1期37-40,共4页
物联网是当前的一个研究热点,而光纤传感技术在物联网中的应用已经引起了广泛关注。物联网的技术构成有4个层次,分别是用户与应用接口、数据处理技术、数据传输网络、传感网络。在物联网中要用到各种各样大量的传感器。传感器可用于感... 物联网是当前的一个研究热点,而光纤传感技术在物联网中的应用已经引起了广泛关注。物联网的技术构成有4个层次,分别是用户与应用接口、数据处理技术、数据传输网络、传感网络。在物联网中要用到各种各样大量的传感器。传感器可用于感知各种各样的环境参数,如温度、重力、光电、声音、位移、振动等,为物联网提供最原始的数据信息。对光纤传感器的结构、分类以及其在物联网中的应用实例进行介绍,如光纤陀螺,光纤水听器、光纤光栅传感器、光纤电流传感器。最后介绍了基于布里渊效应的连续分布式光纤传感技术在物联网中的前沿应用。 展开更多
关键词 光纤传感技术 物联网 传感网络
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非线性光学材料的研究及表征方法 被引量:3
10
作者 谭晓琳 陈根祥 宋秋艳 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2014年第6期56-59,共4页
概述了非线性光学材料的光学效应,然后根据化学性质的不同,将非线性光学材料分类为无机、有机(有机低分子、有机高分子、金属有机)和无机/有机复合非线性光学材料。针对不同的材料进行简单综述,最后介绍了两种常用表征光学材料非线性性... 概述了非线性光学材料的光学效应,然后根据化学性质的不同,将非线性光学材料分类为无机、有机(有机低分子、有机高分子、金属有机)和无机/有机复合非线性光学材料。针对不同的材料进行简单综述,最后介绍了两种常用表征光学材料非线性性能的方法。 展开更多
关键词 非线性光学材料 非线性光学效应 Z扫描 简并四波混频
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光纤中几种新型大色散产生方法研究进展 被引量:2
11
作者 牛慧 谭中伟 卢顺 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期155-162,共8页
随着光纤通信和光网络技术的快速发展,产生和控制色散在许多光学应用中都非常重要。着重介绍了3种产生色散的新型方法的原理、近期发展情况和优缺点,包括基于模式色散的色散系统、基于电子诱导透明的色散系统和基于实时傅里叶变换的等... 随着光纤通信和光网络技术的快速发展,产生和控制色散在许多光学应用中都非常重要。着重介绍了3种产生色散的新型方法的原理、近期发展情况和优缺点,包括基于模式色散的色散系统、基于电子诱导透明的色散系统和基于实时傅里叶变换的等效色散系统;分析了目前产生色散技术所普遍存在的困难,对其发展趋势进行了展望,同时探讨了不同产生色散的技术在光信息处理技术的应用前景。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤色散 光学傅里叶变换 模式色散
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大模场掺铥光纤增益特性研究 被引量:1
12
作者 李远 延凤平 +1 位作者 刘硕 白卓娅 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期638-645,共8页
为了进一步提升光纤激光器的输出功率,采用大模场面积掺铥光纤来抑制非线性效应,利用非均匀布喇格掺铥光纤结构,通过优化参量,在满足单模传输条件下获得模场面积为719μm2的大模场面积光纤。基于此光纤建立了793nm波长抽运下大模场掺铥... 为了进一步提升光纤激光器的输出功率,采用大模场面积掺铥光纤来抑制非线性效应,利用非均匀布喇格掺铥光纤结构,通过优化参量,在满足单模传输条件下获得模场面积为719μm2的大模场面积光纤。基于此光纤建立了793nm波长抽运下大模场掺铥光纤放大器理论模型。由于大模场面积光纤能降低光功率密度,抑制Stokes光功率,因此该种光纤放大器在高抽运功率下相比普通单模光纤放大器能够得到更大的输出功率。结果表明,当抽运光功率为100W时,所设计大模场面积光纤与普通单模光纤相比,转换效率提高5%,达到40%,输出功率达到41.01W。以上研究对于实际掺铥光纤放大器的设计有重要应用价值。 展开更多
关键词 光纤光学 大模场光纤 掺铥光纤放大器 非线性光学
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相干光通信系统载波相位估计算法性能分析 被引量:4
13
作者 张琪 王目光 《光电技术应用》 2016年第6期39-46,共8页
在相干光通信系统中,激光器相位噪声导致信号在复平面发生旋转,因此在接收端需要对信号进行载波相位估计和恢复。文中主要对当前载波相位估计算法特性进行比较研究。介绍了两种经典算法Viterbi&Viterbi算法和盲相位搜索(BPS)算法的... 在相干光通信系统中,激光器相位噪声导致信号在复平面发生旋转,因此在接收端需要对信号进行载波相位估计和恢复。文中主要对当前载波相位估计算法特性进行比较研究。介绍了两种经典算法Viterbi&Viterbi算法和盲相位搜索(BPS)算法的基本原理,总结了六种二阶级联相位噪声估计算法。比较八种载波相位估计算法的硬件复杂度及线宽容忍度,并评估了这八种载波相位估计算法在16QAM系统中的性能。 展开更多
关键词 相干光通信系统 载波相位估计算法 硬件复杂度 数字信号处理
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渐变折射率多模光纤中的多模干涉应用研究 被引量:2
14
作者 陈润秋 刘艳 高松 《光电技术应用》 2014年第3期17-20,37,共5页
论述了SMS(单模-多模-单模)光纤结构的多模干涉基本理论,利用FD-BPM(有限差分光束传播法)对渐变折射率多模光纤和阶跃折射率多模光纤进行数值模拟,将自聚焦位置、激发模式等特征进行对比,给出渐变折射率多模光纤的优点。利用自聚焦效应... 论述了SMS(单模-多模-单模)光纤结构的多模干涉基本理论,利用FD-BPM(有限差分光束传播法)对渐变折射率多模光纤和阶跃折射率多模光纤进行数值模拟,将自聚焦位置、激发模式等特征进行对比,给出渐变折射率多模光纤的优点。利用自聚焦效应,对渐变折射率多模光纤的聚焦和发散作用进行了理论分析,以较短的长度充当透镜的功能,并总结了现阶段的主要应用。 展开更多
关键词 多模干涉 渐变折射率多模光纤 FD-BPM 自聚焦位置
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全光时延线的实现和应用 被引量:1
15
作者 陈伟 曹继红 裴丽 《光电技术应用》 2013年第1期71-75,共5页
从光时延线的原理、结构和性能等方面对全光时延线的实现方法进行了详述,并认为基于波长转换和光纤色散的全光可调时延线将在全光网络中具有重要作用;之后,对光时延线在OTDM、光学测量和光交换中的应用进行了介绍,最后总结了全光时延线... 从光时延线的原理、结构和性能等方面对全光时延线的实现方法进行了详述,并认为基于波长转换和光纤色散的全光可调时延线将在全光网络中具有重要作用;之后,对光时延线在OTDM、光学测量和光交换中的应用进行了介绍,最后总结了全光时延线需要改进的几个方面。 展开更多
关键词 光时延线 慢光 波长转换 色散
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光纤干涉传感器相位生成载波解调算法研究 被引量:7
16
作者 胡雨润 王目光 +3 位作者 孙春然 张静 邴帆 陈德胜 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期213-219,共7页
为了解决传统的相位生成载波解调算法中由调制深度漂移引起的解调结果失真现象,采用微分交叉相除的信号解调方法进行了相关的理论分析及仿真验证,得到了一种不受调制深度限制的高性能相位生成载波解调方案。结果表明,在采用不同幅值和... 为了解决传统的相位生成载波解调算法中由调制深度漂移引起的解调结果失真现象,采用微分交叉相除的信号解调方法进行了相关的理论分析及仿真验证,得到了一种不受调制深度限制的高性能相位生成载波解调方案。结果表明,在采用不同幅值和频率的待测信号进行仿真时,改进算法的解调性能始终十分优异;且当调制深度的值为典型值2.63rad和2.37rad以及非典型值1.5rad和3.0rad时,使用该算法得到的解调信号都没有发生失真;同时,当调制深度在0.5rad~3.5rad范围内变化时,与传统解调算法相比,改进算法中解调信号的幅值始终与待测信号保持一致,且高次谐波分量始终非常小。该研究解决了传统解调算法中调制深度变化带来的失真现象,为光纤干涉型传感系统的解调方案提供了参考。 展开更多
关键词 传感器技术 信号解调 微分交叉相除 调制深度
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多芯光纤折射率与内应力分布重构技术(特邀) 被引量:2
17
作者 解宇恒 裴丽 +6 位作者 何倩 常彦彪 郭智君 王建帅 郑晶晶 宁提纲 李晶 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期382-387,共6页
介绍了一种基于定量相位显微(Quantitative phase microscopy,QPM)法、Brace-K?hler补偿器(Brace-K?hler compensator,BKC)法与机器视觉技术的多芯光纤综合参数测试系统,并利用该系统获得了七芯光纤的折射率分布与几何结构,单模光纤的... 介绍了一种基于定量相位显微(Quantitative phase microscopy,QPM)法、Brace-K?hler补偿器(Brace-K?hler compensator,BKC)法与机器视觉技术的多芯光纤综合参数测试系统,并利用该系统获得了七芯光纤的折射率分布与几何结构,单模光纤的内应力分布图。采用横向测量方式的QPM法避免了截断光纤造成的损坏,采用改进的BKC法优化了光延迟量的获取方式,结合机器视觉技术,实现了多模块、高空间分辨率、快速准确的光纤参数测量,其中相对折射率差的精度约5×10^(-4)量级,单模光纤内应力测量分辨率约0.5 MPa。通过与既有的光纤产品技术指标对比,证明了该系统具有测量准确性,测试结果为多芯光纤在传输和传感等多领域的应用提供了数据支撑。 展开更多
关键词 多芯光纤 定量相位显微法 补偿器法 机器视觉 重构
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双芯光纤的应用及研究进展 被引量:2
18
作者 陈曼雅 冯素春 任国斌 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期604-610,共7页
双芯光纤是一种具有特殊折射率分布的特种光纤,基于双芯光纤制作的光纤器件被应用于多个领域。首先介绍了双芯光纤的发展历史,然后阐述了双芯光纤的种类及其基本特点,并重点叙述基于双芯光纤的耦合型滤波器和Mach-Zehnder干涉仪滤波器... 双芯光纤是一种具有特殊折射率分布的特种光纤,基于双芯光纤制作的光纤器件被应用于多个领域。首先介绍了双芯光纤的发展历史,然后阐述了双芯光纤的种类及其基本特点,并重点叙述基于双芯光纤的耦合型滤波器和Mach-Zehnder干涉仪滤波器的原理及其改进技术,同时也介绍了它的其他应用,最后进行小结。 展开更多
关键词 双芯光纤 滤波器 干涉仪 光纤传感
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高功率掺Tm^3+光纤放大器热效应管理的泵浦方式优化理论研究 被引量:5
19
作者 张轲 延凤平 +1 位作者 韩文国 冯亭 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期839-848,共10页
基于主振荡功率放大器结构的高功率掺Tm^3+光纤激光器是2μm波段高功率光纤激光器的主要实现形式,掺Tm^3+光纤放大器(Thulium-doped fiber amplifier,TDFA)热效应管理的研究对于其输出激光功率的不断提升具有重要意义。本文主要对TDFA... 基于主振荡功率放大器结构的高功率掺Tm^3+光纤激光器是2μm波段高功率光纤激光器的主要实现形式,掺Tm^3+光纤放大器(Thulium-doped fiber amplifier,TDFA)热效应管理的研究对于其输出激光功率的不断提升具有重要意义。本文主要对TDFA热效应管理的泵浦方式优化方面进行理论研究,利用龙格库塔法以及牛顿迭代法求解不同泵浦方式下TDFA的稳态速率方程,并根据热传导方程,模拟掺Tm^3+光纤(Thulium-doped fiber,TDF)温度沿径向和轴向的分布。结合遗传算法理论,研究了分段泵浦方式,经过参数优化,在功率为5 W的2020 nm输入信号光、总功率为1000 W的793 nm激光泵浦、TDF吸收系数为3.1 dB/m条件下,将总长度为11 m的TDF分为2.4,2,2,2,2.6 m的5段进行泵浦,得到放大信号激光输出功率为284.5 W、斜率效率为28.45%、光纤外包层边界最高温度为86.28℃且温度总体分布均匀。与传统前向泵浦、双端泵浦方式下的TDFA相比,其热效应有明显改善。 展开更多
关键词 掺Tm^3+光纤放大器 热效应管理 分段泵浦 遗传算法
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基于多模光纤的光时域滤波器及其在全光载波恢复中的应用 被引量:2
20
作者 高洪培 谭中伟 付超 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1192-1199,共8页
常见的光滤波器主要对波长进行选择,当滤波器带宽变窄时,对光波长的漂移就会变得敏感,限制了其使用范围。本文提出的光滤波器是基于由透镜和多模光纤组成的全光积分器。我们依据其时域特性对该滤波器的频域滤波特性进行了分析。该时域... 常见的光滤波器主要对波长进行选择,当滤波器带宽变窄时,对光波长的漂移就会变得敏感,限制了其使用范围。本文提出的光滤波器是基于由透镜和多模光纤组成的全光积分器。我们依据其时域特性对该滤波器的频域滤波特性进行了分析。该时域滤波器可以用于光载波恢复,通过数值仿真验证得出该技术使相位调制信号两边带间和载波间的强度关系发生改变,在不使用本振激光器的情况下完成光信号相位调制到强度调制的转换。 展开更多
关键词 光时域滤波器 全光载波恢复 时域滤波 多模光纤 全光积分器
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