少模光纤的不同模式布里渊散射特性
本文选题:少模光纤 切入点:布里渊散射 出处:《物理学报》2017年02期 论文类型:期刊论文
【摘要】:少模光纤可以传输有限的正交模式,具有模间干涉小、模式易于控制等优点.基于少模光纤的布里渊散射传感器能够有效地减小多参量测量过程中的交叉敏感,实现多物理量的测量.本文基于波动光学理论对阶跃型少模光纤各个模式布里渊散射谱的频移、线宽、峰值增益等参数进行了分析.首先对少模光纤进行了模式分析,其次分析了少模光纤不同模式的频移、线宽、增益的数学模型,以及不同模式叠加的布里渊散射谱频移、线宽、增益.结果表明:少模光纤各模式布里渊散射谱的频移在10.19—10.23 GHz范围内,且随模式阶数的减小而增加;各模式布里渊散射谱的线宽在32—34 MHz,且随模式阶数的减小而增加;各模式布里渊散射增益谱相对幅度因为模式阶数的减小而增大.少模光纤中各个模式布里渊增益谱和多模式联运布里渊增益谱均符合洛伦兹曲线分布,多模式联运导致布里渊增益谱线宽展宽,且多模式联运布里渊增益谱相对振幅一般小于单个模式的布里渊相对振幅.
[Abstract]:Small mode optical fiber can transmit finite orthogonal mode and has the advantages of small interference between modes and easy control of mode. Brillouin scattering sensor based on small mode fiber can effectively reduce the cross-sensitivity in the process of multi-parameter measurement. Based on wave optics theory, the frequency shift, linewidth and peak gain of Brillouin scattering spectrum in every mode of step less mode optical fiber are analyzed in this paper. Secondly, the mathematical models of frequency shift, linewidth, gain of different modes of optical fiber are analyzed, and the Brillouin scattering spectrum frequency shift and linewidth of different modes superimposed are also analyzed. The results show that the frequency shift of Brillouin scattering spectrum in each mode of optical fiber is in the range of 10.19-10.23 GHz and increases with the decrease of mode order, and the line width of Brillouin scattering spectrum of each mode is 32-34 MHz and increases with the decrease of mode order. The relative amplitude of Brillouin scattering gain spectrum in each mode increases with the decrease of mode order. The Brillouin gain spectrum of each mode and the Brillouin gain spectrum in multimode intermodal transport are in accordance with the Lorentz curve distribution. The Brillouin gain spectrum width is widened by multimode intermodal transport, and the relative amplitude of Brillouin gain spectrum is generally smaller than that of single mode Brillouin gain spectrum.
【作者单位】: 燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(批准号:61675176) 河北省自然科学基金(批准号:F2014203125) 燕山大学“新锐工程”人才支持计划资助的课题~~
【分类号】:O437.2;TN253
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,本文编号:1640669
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