《啁啾光纖布里淵動態光柵的機理和特性研究》是依託哈爾濱理工大學，由張洪英擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：啁啾光纖布里淵動態光柵的機理和特性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張洪英
- 依託單位：哈爾濱理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目針對微波光子學領域對於信號延時連續可調的需求，提出一種全新的基於光纖雙折射梯度的啁啾布里淵動態光柵的思想，旨在為微波信號的全光處理提供一種參數靈活可控的新型延時光柵。項目以光纖受激布里淵散射技術為基礎，主要研究內容包括：（1）對啁啾布里淵動態光柵的產生和演化過程進行理論建模和數值模擬，分析其產生機理、演化規律以及激發效率與泵浦參數之間的內在聯繫，最佳化泵浦條件；（2）通過有限元分析方法研究利用溫度梯度在液體填充的高雙折射光子晶體光纖中產生雙折射梯度的方法，分析不同填充液體和選擇性填充模式下光子晶體光纖的模場分布和雙折射特性；（3）研究均勻激發光柵的條件，對不同狀態下激發的啁啾布里淵動態光柵進行實驗測量和特性對比分析。 本項目的研究將為微波光子學領域實現微波信號的全光處理提供一種全新的解決方案，對於實現光載射頻信號的色散補償、微波光子移相器和濾波器等具有重要的科學意義和套用價值。
結題摘要
布里淵動態光柵是由兩束對向傳輸的泵浦光在光纖中發生受激布里淵散射相互作用過程中產生的超特頻聲波場，可用於光纖雙折射以及溫度和應變等參量的分散式測量。本項目提出一種在高雙折射光子晶體光纖中激發和探測布里淵動態光柵的方案，通過向光子晶體光纖的空氣孔中選擇性填充不同液體可以改變光纖的雙折射，當沿光纖長度方向施加溫度梯度時，由於相對於空氣而言液體折射率對溫度更為敏感，因此可在光纖長度方向產生雙折射梯度，從而產生具有啁啾反射特性的布里淵動態光柵。 本項目對高雙折射光子晶體光纖中布里淵動態光柵的產生機制和特性進行了研究，建立理論模型，對光柵的反射譜進行了數值計算，分析了光柵反射譜特性以及泵浦抽空對布里淵動態光柵的影響；研究了液體填充的高雙折射光子晶體光纖的雙折射特性，通過理論分析得到了產生大折射率梯度的液體填充方案；在5m長的高雙折射光子晶體光纖中實現了布里淵動態光柵的激發和探測。實驗測量表明此光纖的雙折射分布不均勻，這種不均勻分布導致了布里淵動態光柵反射譜的展寬。實驗測得此光纖布里淵頻移的溫度係數和應變係數分別為1.1495MHz/℃和0.0493MHz/με，雙折射頻移的應變係數為-0.15 MHz/με，此光纖的雙折射頻移在-40~5℃範圍內與溫度成分段線性關係，而在5~80℃溫度範圍內則沒有明顯變化，因此可以實現溫度不敏感的應變感測。結合布里淵光時域分析技術，實驗在5m長的高雙折射光子晶體光纖中實現了20cm空間解析度的分散式溫度和應變同時測量。 此外，在本項目的支持下，我們還拓展完成了以下研究內容： 基於差分脈衝對-布里淵光時域分析技術的分散式光纖液位感測； 基於布里淵光時域分析和自相位調製的光纖非線性參數測量。
