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多模光纤成像技术因其超细微型探头和柔性结构带来的灵活性优势，在生物体内成像、工业检测等领域具有广阔的应用前景，获得了业界广泛的关注。目前，多模光纤成像技术主要分为两类，一类通过在光纤远端产生聚焦点进行扫描成像，另一类通过探测光纤近端的散斑场来恢复光纤远端被探测的全场图像。这两种技术途径已有较完善的理论支撑，能得到较清晰的探测图像，但同时也具有一些难以弥补的劣势。例如：受限于空间光调制器、CCD或C...
中国科学院上海光学精密机械研究所在多模光纤高分辨衍射成像方面取得新进展（图）
多模光纤 高分辨 衍射成像
2021/3/10
中科院上海光机所高功率激光物理联合实验室联合上海交通大学智能光子学研究中心，基于希腊梯子光子筛多平面成像技术，利用多模光纤在光学系统无运动扫描状态下实现了优于单模光纤照明的高分辨衍射成像。相关成果发表于《工程光学与激光》（Optics and lasers in Engineering）。传统内窥镜可以利用光纤束实现对生物组织的内窥成像，而内窥成像技术对生物医学领域具有重要应用价值。相比于单模光纤...
基于射线光学和波动光学理论分析了多模光纤的布里渊散射特性,提出了确定布里渊散射角取值范围的方法;推导了阶跃型和渐变型多模光纤不同模式群布里渊频移、线宽、散射谱和散射功率的表达式.结果表明,阶跃型和渐变型多模光纤布里渊散射角的最大取值范围为全反射临界角的2倍到π;阶跃型光纤的布里渊频移、线宽、归一化峰值增益和散射功率随模式群的变化比渐变型光纤缓慢,且随着模式群编号的增加,阶跃型光纤的上述参量分别在1...
研制了一种基于单模光纤与多模光纤级联结构的马赫-曾德尔干涉型压力传感器,它通过将一段单模光纤夹熔在两段多模光纤之间制成.利用纤芯的不匹配所激发的单模光纤中纤芯模和包层模之间的干涉,使外界压力的变化直接作用于单模光纤内部光场,获得较高灵敏度.当传感器总长度为39 mm时,可获得较为理想的传输谱线.压力传感实验表明:随着压力的增大,传输光谱向长波方向漂移,在2~16N的压力范围内,传感器的压力灵敏度为...
基于喇曼散射和光时域反射原理,分析后向散射光中反斯托克斯光和斯托克斯光光强比值,研制了基于多模光纤的分布式喇曼温度传感系统.采用对低、高温段温度分别进行拟合的动态温度标定方案,将测温精度提升至±1 ℃.分别对系统温度分辨率、测温精度、空间分辨率以及重复性进行了实验,结果表明:系统温度分辨率为1 ℃,空间分辨率为1 m,系统稳定性良好,能够适应复杂环境变化.
单模-多模光纤产生系列Bottle beam
Bottle beam 单模-多模光纤结构 多模干涉效应 仿真实验
2016/8/23
提出一种利用多模光纤的多模干涉效应在自由空间中获得多个局域空心光（Bottle beam）的新方法。单模-多模光纤结构是一段多模光纤无偏心地连接到一段单模光纤上,光由单模光纤传输到多模光纤激发产生一系列的LP0，n 模,由于多模干涉效应在多模光纤中相互叠加，当入射到自由空间后形成了多个Bottle beam。文中对光束传输过程进行理论分析并利用Matlab 进行仿真实验, 结果表明在自由空间中可以...
基于光线追迹的方法建立了典型锥形多模光纤的传输模型，结合激光干扰设备激光的特点，模拟计算了激光在锥形多模光纤中的耦合效率和传输模式，并设计进行了光学实验。仿真和实验结果表明：高斯激光光斑经锥形多模光纤传输后为圆环形光斑；耦合效率随激光入射角的增大而减小，减小的速率随入射角的增大而减小。为解决圆环形光斑分布，提出了将输出端连接的圆柱形光纤弯曲一定角度的方法，该方法可以将光斑改善为二维正态分布的光斑，...
多模光纤模式场群速与相速的关系
多模光纤模式场 模式特征方程 波导理论 相速与群速
2011/4/19
为了从理论上统一射线光学和导波光学关于多模光纤中各模式场传播过程中时延的论述，试从介质波导理论出发，根据模式的特征根U随光纤归一化频率R的变化关系，在弱波导近似下导出了描述模式场相速Vp与群速Vg关系的重要结果：Vp*Vg=(c/n1)2。根据这一结果可以得出结论：对于低阶模式，由于相速Vp慢，所以群速快；高阶模式其相速Vp快，所以群速慢。对于给定的光纤，利用射线光学和波导光学进行了带宽估计，2种...