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单模光纤干涉仪中的偏振问题研究  
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【英文题名】 Study on Polarization of Single-Mode Fiber Optic Interferometer
【作者】 张巧萍;
【导师】 梁艺军;
【学位授予单位】 哈尔滨工程大学;
【学科专业名称】 光学
【学位年度】 2011
【论文级别】 硕士
【网络出版投稿人】 哈尔滨工程大学
【网络出版投稿时间】 2012-02-15
【关键词】 单模光纤干涉仪; 偏振衰落; 光纤扭转; 双折射; 动态补偿;
【英文关键词】 single mode fiber; polarization induced fading; twisted fiber; birefringence; dynamic compensation;
【中文摘要】 在传感技术中干涉型光纤传感器以其高灵敏度早就引起了人们的重视,并且在诸多领域中得到了应用。光信号的偏振衰落问题一直是光纤技术中的一个难题,虽然可以采用保偏光纤来克服,但成本昂贵,因此研究单模光纤中的偏振问题并实现全光纤系统的偏振衰落动态补偿技术意义重大。 本文在简要地介绍了光纤中的偏振理论以及单模光纤中偏振态变化的影响因素的基础上,着重分析了光纤的扭转作用引入的双折射效应。首先利用耦合模理论求解了单模光纤扭转的几何效应和应力效应,研究了扭转应力下的介电常量变化。然后给出了线延迟器、圆延迟器和椭圆延迟器的Poincare球描述,并分析了扭转作用下的延迟和旋光效应,进一步研究扭转率、输入偏振光方位角、光纤长度、光纤固有特性(椭圆度)等对单模光纤偏振态演变的影响。结合Mach-Zehnder单模光纤干涉仪,简要介绍了各光学器件的传输矩阵,给出了干涉仪的输出光强,并通过仿真研究了输入偏振光方位角对输出光信号的幅度、附加相移的影响。 在以上分析的基础上,设计了基于光纤扭转的全光纤偏振衰落动态补偿装置,由步进电机低速控制光纤扭转。简要介绍了设计的机械装置,分析了光信号处理和步进电机控制电路,给出了软件控制...
【英文摘要】 Interferometric optical fiber sensors have drawn much attention for its high sensitivity in sensor technology, and have been applied in many fields. While, polarization fading of optical signal induced by enviromental fluctuation is still a problem. Though Polarization maintaining optical fiber(PMF) can be used to overcome the fading, it is still costly. So it is significant to study the polarization problem in single mode optical fiber(SMF) and realize dynamic compensation technology for polarization fadin...
【更新日期】 2012-03-29

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导师:梁艺军    导师单位:哈尔滨工程大学    学位授予单位:哈尔滨工程大学
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