光纖光柵
關注創建者：320科技工作室 創建時間：2022-03-05
光纖光柵的視頻教程
HBK應變測量解決方案
本次課程主要介紹HBK應變測量解決方案： · 應變測量基礎：什么是應變、應變與應力的關系、應力種類等 · 應變測量基本原理-惠斯通電路 · HBM提供的應變片、膠水、防護材料及選型 · HBK針對新材料應變測試的產品：高疲勞壽命電阻應變片和基于布拉格光柵的光纖應變片及儀器 · 應變測量技術：四線制、載頻激勵 · 典型應用案例分享
免費 47分鐘 39播放
查看
光纖光柵的實例教程
1、設計需求
本案例是基于啁啾光纖光柵實現對光纖通信系統的色散補償，構建了后置色散補償系統、前置色散補償系統和混合色散補償系統。基于OptiSystem仿真軟件實現了三種不同結構的基于啁啾光纖光柵色散補償的光纖通信系統，通過眼圖評估系統通信性能。
2、系統設計
仿真系統調制格式采用NRZ碼型，激光頻率為193.1 THz，傳輸鏈路采用單模光纖傳輸鏈路，利用啁啾光纖光柵進行色散色度補償，同時利用EDFA光放大器實現損耗補償。最后信號在接收模塊進行信號解調與分析。模塊中的Loop Control器件控制鏈路傳輸次數，其中，SMF的色散系數為16 ps/nm·km，色散斜率系數為0.08 ps/nm2·km，衰減量為0.2 dB/km，單程中SMF長度為80 km。光纖傳輸系統總共傳輸320 km。
2.1后置色散補償系統
圖示為后置色散補償系統，啁啾光纖光柵置于單模光纖后，對信號傳輸過程中產生的色散進行補償。在未進行色散補償的情況下，即將光路中的啁啾光纖光柵去除，此時接收端的信號眼圖如圖所示，可以看到眼圖混亂，誤碼率為1。當采用啁啾光纖光柵時，色散量設置為-1280 ps/nm·km，在10Gbit/s傳輸速率的情況下接收端的信號眼圖如圖所示，可以看到誤碼率為6.05e-20，Q因子為9.03，眼圖張開度好，信號質量佳。
2.2前置色散補償系統
圖示為前置色散補償系統，啁啾光纖光柵置于單模光纖前，對信號傳輸過程中產生的色散進行預補償。
2.3混合色散補償系統
圖示為混合色散補償系統，兩個啁啾光纖光柵分別置于單模光纖前部和后部，對信號分別進行預補償和產生色散后的補償。該方案結合了后置色散補償方式和前置色散補償方式的特點。
展開 · 光學技術文章分享 ·
OptiSystem
OptiSystem與OptiGrating的聯合使用：光纖布拉格光柵在OCDMA中的應用
簡介
在本案例中，我們演示了如何將OptiGrating中的設計導出到OptiSystem，并通過“OptiGraitng component”將其作為組件使用。本文首先在OptiGrating中設計了一個均勻光纖光柵，然后在OptiSystem中應用于一個三用戶OCDMA系統。OptiGrating組件位于“Optiwave Software Tools”庫中。
一、在OptiGrating中設計均勻FBG
我們使用OptiGrating軟件中的案例文件“fbguniform”來設計光柵。本設計做了兩個改動：
1)將Average Index設置為均勻
2)將Ind.Mod設置為0.00023，以獲得所需的帶寬。
在這個例子中，我們設計了四個均勻的FBG，帶寬為0.3 nm，中心波長為分別為1548.5 nm、1550.1 nm、1550.9 nm和1552.5 nm。中心波長由光柵的周期長度決定。下表顯示了每個光纖光柵的周期長度。
圖1顯示了均勻光纖光柵設計的設置，圖2顯示了光柵的頻譜。
圖1.均勻FBG的“Grating Definition”選項卡設置
圖2.帶寬為0.3 nm，波長1550.1 nm處均勻FBG的頻譜
在一個設計中也可以有多個光柵。我們設計了一個具有兩個均勻FBG的光柵，其中心波長分別為1548.5 nm和1550.1 nm，帶寬均為0.3 nm。圖3光柵的設置，圖4是光譜。
展開 OptiSystem
OptiSystem與OptiGrating的聯合使用：光纖布拉格光柵在OCDMA中的應用
簡介
在本案例中，我們演示了如何將OptiGrating中的設計導出到OptiSystem，并通過“OptiGraitng component”將其作為組件使用。本文首先在OptiGrating中設計了一個均勻光纖光柵，然后在OptiSystem中應用于一個三用戶OCDMA系統。OptiGrating組件位于“Optiwave Software Tools”庫中。
一、在OptiGrating中設計均勻FBG
我們使用OptiGrating軟件中的案例文件“fbguniform”來設計光柵。本設計做了兩個改動：
1)將Average Index設置為均勻
2)將Ind.Mod設置為0.00023，以獲得所需的帶寬。
在這個例子中，我們設計了四個均勻的FBG，帶寬為0.3 nm，中心波長為分別為1548.5 nm、1550.1 nm、1550.9 nm和1552.5 nm。中心波長由光柵的周期長度決定。下表顯示了每個光纖光柵的周期長度。
圖1顯示了均勻光纖光柵設計的設置，圖2顯示了光柵的頻譜。
圖1.均勻FBG的“Grating Definition”選項卡設置
圖2.帶寬為0.3 nm，波長1550.1 nm處均勻FBG的頻譜
在一個設計中也可以有多個光柵。我們設計了一個具有兩個均勻FBG的光柵，其中心波長分別為1548.5 nm和1550.1 nm，帶寬均為0.3 nm。圖3光柵的設置，圖4是光譜。
展開 光纖光柵無論在光纖傳感領域還是光纖激光器方面被大量研究，那么如何在沒有進行實體實驗的情況下來進行光纖光柵的模擬呢，本案例主要利用光波導Rsoft仿真軟件對光纖光柵進行模擬分析研究。相信這種方法很實用哦。
仿真優點：操作簡便，相比與傳統的理論模擬分析更直觀且更容易調試結果。那么，該如何進行模擬分析呢，請跟隨我的腳步一起動手操作吧！
第一步：在這里我們使用的軟件為2018版Rsoft軟件建立光纖光柵模型，如圖所示，具體操作為：打開主界面 選擇beamprop模塊，在菜單欄里選擇 Ulity grating mode
圖1中各物理參量含義：Grating Length:光柵長度;Structure Type:波導類型; Background Index：背景折射率Index difference:波導折射率與包層折射率之差
Waveguide Width:波導寬度（微米）；Modulation Type:調制類型，包括折射率調
制和波導形狀調制；Modulation Depth:調制深度，即光柵的折射率最大變化值，用Δn表示。Grating Period：光柵周期Λ。Output Prefix：輸出文件名前綴，可以將此對話框生成的光柵結構存到所命名的文件中。
上圖為光纖光柵結構的具體形貌樣式，操作如下：
第二步：詳細的參數配置：具體操作為：選擇紅色波導面 選擇tapers對光柵形貌進行配置。
展開 通過光纖光柵模式耦合及透射譜的相關理論知識，LPFG的光譜特性受光柵周期，包層厚度及光柵長度等變量影響。
圖1 LPFG幾何模型
在研究分析光譜特性過程中，相位匹配曲線即諧振波長與光柵周期的關系曲線是不可或缺的環節，本文所建立的LPFG模型均是在Rsoft平臺上操作的，如圖1所示。
上圖中可以詳細全面地觀察到光柵的XYZ各方向的形態。軟件在各參數設置好后如圖2所示其中光纖光柵參數具體設置為：折變量為0.0005，柵區長度為20000，纖芯折射率為1.4681，包層折射率1.4628，纖芯半徑4.15，包層半徑為62.5，環境折射率為1，柵格調制區長度/光柵長度（占空比）為0.5。
圖3中標注的各模式階次,是在Rsoft中Edit Symbols里將free space wavelength改為要查看的模式階次諧振波長，然后在Perform Simulation只仿真該諧振波長，可以查看到對應的階次的模式圖。
展開 
光纖光柵的最新內容
就是利用Rsoft軟件中的beamprop模塊進行光纖光柵模擬。
步驟一：進行環境全局變量的設置，具體如下：
圖1 全局變量設置
在該模擬中我們設定入射光的中心波長為1.55微米，背景折射率為空氣。配置相應的全局變量如上圖所示。
步驟二：進行參數設置。
FBG（光纖布拉格光柵）是在光纖內形成一種空間周期性折射率分布的光纖，其作用在于改變或控制光在該區域的傳播行為與方式。光纖光柵是一種新型的光無源器件，具有制作簡單、造價低、穩定性好、體積小、抗電磁干擾、使用靈活、并易于同光纖系統兼容集成等諸多優點，所以近年來光纖光柵在光通信、光纖激光器和光纖傳感器等領域的應用越來越受到人們的重視，取得了令人矚目的成就。
1.
像散是激光束的一種固有光學特性，表現為光束在 X、Y 兩個正交方向上的聚焦點不重合，而模式像散轉換器通過精密設計的光學結構（如特殊柱面鏡組、相位調制元件、光纖光柵等），可定量調控激光的像散量與像散方向：既能校正激光自身的像散缺陷，也能主動引入可控像散，讓激光束從 “非對稱形態” 轉化為 “對稱形態”，或從單一模式切換為目標模式。
(5) 無源器件
·濾波器，調制器，耦合器，分波器，合波器，環形器，隔離器，偏振器件，光纖光柵。
(6) 光放大器
EDFA和拉曼放大器已經成為光纖網絡所需的器件，從WDM網絡轉發器到CATV接線放大器，都有著廣泛的應用。OptiSystem能使用戶選擇不同的模型，例如自定義增益和噪聲系數的理想放大器，或者是基于測量或者速率方程靜態或者動態的解的黑匣子模型。
前兩個步驟模擬了光從光柵耦合器傳播到光纖（“出”方向），而后兩個步驟模擬了光從光纖傳播到光柵耦合器（“入”方向）。分析了兩個方向對系統損耗的貢獻，以及對光纖橫向偏移的公差分析。
一、概述
由于模式失配以及對光纖和波導之間的錯位高度敏感，高效的光纖-波導耦合器設計非常具有挑戰性。為了應對這一挑戰，復雜的耦合器設計涉及光與微觀及宏觀結構相互作用。
（a）3D示意圖；（b）截面示意圖
需要優化的參數包括蝕刻寬度和光柵周期，以增強光纖和光柵之間的模式匹配。如圖3所示，光柵被分成兩個區域：變周期區域和均勻周期區域。在可變周期區域中，80nm的初始蝕刻寬度w0由制造可實現的最小線寬確定，并且蝕刻寬度隨著每個后續循環增加100nm。均勻周期區域中的蝕刻寬度保持恒定，與可變周期區域中的最終周期的寬度相匹配。
在光通信、數據中心和人工智能等領域，硅光子技術憑借其高集成度、低成本和CMOS工藝兼容性，正成為下一代光互聯的核心驅動力。然而，光纖與硅光子芯片的高效耦合一直是技術難點——尤其是如何在實現高效率的同時兼容偏振分集。近日，一項發表在《IEEE PHOTONICS JOURNAL》的研究提出了一種基于多極輻射模式增強的雙層二維光柵耦合器 ，為硅光子器件的規模化應用提供了新思路。本文將從技術背景、設計原理
風機應變測試
測試方案的選擇：電阻應變還是光纖光柵
電阻應變測量類型的選擇：1/4橋，半橋，全橋的選擇
主要零測試部件：葉片，螺栓，齒輪箱，塔筒，導管架
會議時間
2025年10月22日（周三）14:00-15:00
會議對象
風機整機廠、部件廠、運維公司的結構、測試、技術工程師；承擔風機載荷實驗、健康監測項目的第三方檢測團隊等。
低空經濟發展及關鍵技術概況
余亮、劉啟虞、黃小洲
西北工業大學
專家簡介：
余亮，西北工業大學教授/博導，長期致力于“機械裝備振動/聲學感知和智能信息處理”的研究，形成了合成孔徑陣列非同步測量、旋轉機械振動/聲學的循環平穩建模和反演、復雜干擾下時變子空間貝葉斯學習的振動/聲學精準測量、最優傳輸的振動/聲學智能化建模等一系列理論和方法研究成果，研制了高頻響、大量程的聲彈性波感知用光纖光柵傳感器和解調系統
色散補償光纖或光纖布拉格光柵等技術可以用來補償光纖中累積的色散。在下面的例子中，我們將展示三種不同的方案，前補償、后補償和對稱補償，以補償光纖色散。首先我們將使用色散補償光纖（DCF）。然后我們將展示色散補償器的累積色散量如何影響性能。在這種情況下，我們將使用一個理想的色散補償模塊（DCM）作為色散補償器來說明這個想法。
