设计了一种基于异质结构的低串扰3-LP模12芯光纤,纤芯采用异质无沟槽辅助的环形折射率分布,结构简单且能增大纤芯的有效模场面积。利用COMSOL软件分析了异质纤芯的芯间串扰、有效模场面积等性能,结果表明,异质纤芯LP01,LP11,LP21模的芯间串扰分别低于-0.78,-0.66,-0.4 dB/km,有效模场面积分别为150,166,200 μm 2。使用方点阵型纤芯排布方式,可实现包层直径约为213.8 μm、相对纤芯复用因子为26.9的低串扰3-LP模12芯光纤设计,为通信容量的升级扩容提供器件支持。

基于偏芯熔接技术构建了一种新型马赫-曾德尔干涉（MZI) 原理的应力与折射率光纤传感器。该传感器是由一段单模光纤的两端实施偏芯熔接而成。利用光纤包层模、纤芯模对应力和折射率的敏感特性, 实现对外界折射率和应力的测量。研究结果表明, 施加轴向应力范围为0~500 με时, 传感器的近红外透射光谱的波长出现蓝移, 在1585 nm附近干涉谷处的应力灵敏度约为-7.00 pm/με; 外界折射率在1.331~1.398 RIU（RIU为单位折射率）范围时, 传感器的近红外透射光谱的波长出现蓝移, 在1570 nm附近干涉谷处的折射率灵敏度约为-55.223 nm/RIU; 且均具有良好的线性拟合效果。该传感器也可应用于温度等其他参数测量, 具有非常广阔的应用前景。

理论分析了温度通过热胀冷缩效应对光纤长度产生影响的机理，并在不同波长情况下通过不同长度的光纤进行了实验验证。实验结果表明：在不同波长下，当温度每变化1 ℃时每千米单模光纤长度改变量相差不大；对于不同长度的光纤，当温度每变化1 ℃时单模光纤长度改变量与光纤长度基本呈正比例关系，基本与理论分析结果一致。

介绍了一种基于相位调制干涉仪解调光链路的新型光纤长度测量系统。推导了光链路增益理论模型，分析了光纤干涉仪的两臂光程差和增益自由频谱范围（FSR）的关系，得出利用长度已标定光纤来计算待测光纤长度的方法。该测量方法和传统的光时域反射（OTDR）方法相比，无测量盲区且可以将测量精度由米量级提高到毫米量级；与光频域反射法（OFDR）和光相干域反射法（OCDR）相比，对光源的相干性要求显著降低。通过理论分析和实验验证，采用现有的67 GHz安捷伦网络分析仪可以测试的光纤最小相对长度为3 mm，在相对光纤长度100 m的情况下，测量误差小于0.05 mm。该系统的原理及结构都很简单，是一种具有实用价值的光纤长度测量方法。

针对寻峰算法不能自适应检测光纤布拉格光栅(FBG)多峰值光谱的问题，提出了一种多峰自适应寻峰算法。采用滑动均值滤波法对光谱信号进行去噪预处理，并结合希尔伯特变换对多峰光谱自适应峰值区域分割；分析了谱峰的不对称特性，对单峰光谱采用基于非对称广义高斯模型的峰值修正策略，实现了峰值的精确定位。实验结果表明，与对比算法相比所提算法寻峰精度最高，稳定性最好，检测误差在1 pm 以下，对分布式传感网络中的多峰值检测具有借鉴意义。

非线性光纤光学第九章-受激布里渊散射

非线性光纤光学 第八章-受激喇曼散射

基于布里渊效应的分布式光纤传感器以其可在沿光纤中同时获得被测量场时间和空间上的连续分布信息，成为当前国际的研究热点。根据光纤中布里渊散射谱的传输特点和高精度特征提取的要求，提出了利用莱文伯马夸特(L-M)算法调节权值的径向基函数神经网络(RBFN)对布里渊散射谱进行特征提取。通过与反向传播(BP)神经网络、五次多项式曲线拟合法和三次样条插值法进行预测比较，在中心频率为11.213 GHz，权重比为4∶1的仿真散射谱模型中，本方法相对误差最小，仅0.0015179%，温度相对误差仅为0.152 ℃，且拟合度较好。在不同脉宽和不同温度下的同一检测系统中，前者的综合评价指标优于其他三种拟合方法。数值分析和实验研究均表明径向基函数神经网络适用于对布里渊散射谱进行拟合，有效提高了预测精度。

为了进一步探讨大模场光纤激光的模式控制方法，需要研究大模场光纤的弯曲特性。从亥姆霍兹方程出发，通过对比直光纤和弯曲光纤的模场分布，确定大模场光纤直弯过渡中的模场演变方式。应用模场的叠加和激发理论，推导得到光纤直弯过渡中的模场耦合效率公式。应用耦合公式和有限元方法，计算了阶跃折射率分布的大模场光纤在直弯过渡中的模场耦合效率。结果表明：在光纤的直弯过渡中，存在模式的自耦合和互耦合过程，耦合程度随着弯曲程度和模场阶次的变化而变化，其中基模的耦合效率始终最大，高阶模的耦合损耗大于低阶模。光纤的直弯过渡以总能量的损耗为代价换取对高阶模的有效抑制。

摘要根据全光纤激光雷达特性设计与优化发射和接收光学系统针对全光纤激光雷达光学系统中的激光高斯传输特性扩展目标特性和光纤收发特性修正激光雷达方程中的发射天线增益和