分光比连续可调的光纤定向耦合器

讨论了耦合面积对耦合器分光比的影响，从理论上进行了计算，并实际制作出分光比连续可调的光纤定向耦合器。     

光纤耦合器的制造设备

本文介绍光纤耦合器的制造设备。该设备采用光纤熔融拉锥工艺，在预设了工艺参数和分光比后，能自动完成耦合器的生产过程。制成的Ｘ型单模光纤耦合器的附加损耗小于０．２ｄＢ，分光比误差小于２％，成品率９０％。     

提高光纤定向耦合器互易性工艺的理论分析

文中提出了一种提高定向耦合器分光比精度,特别是互易性的方法.利用耦合器交叉臂90°相移,实现检测分光比之差,从而实现高精度的耦合器.特别是在分光比50∶50的情况下,耦合器分光比的偏差仅受限于检测器的灵敏度.对于保偏耦合器,该方法可以分别监控消光比和分光比.用这种方法制作出的光纤耦合器可以应用于光纤陀螺,以保证顺时针和逆时针方向的信号光具有更好的互易性,从而提高陀螺的检测精度.     

数值模拟在非对称双芯光子晶体光纤耦合器教学中的应用

本文从对非对称双芯光子晶体光纤耦合器的数值模拟分析,表明提出的结构由于两不同偏振方向模式的耦合程度相近,使得这种耦合器可忽略光偏振特性的影响;同时,在一定分光比下,耦合器具有波长响应平坦性,可制作不同分光比的宽带双芯耦合器,并且带宽、分光比偏差程度、耦合长度等特性较普通宽带光纤耦合器都有较大改善,为宽带非对称双芯光子晶体光纤耦合器的制作提供了理论支持。     

基于侧边抛磨光纤的侧面熔粘耦合的光纤耦合器

针对熔融拉锥法难以应用于制作特种光纤耦合器的情况,研究设计了一种适用于光子晶体光纤(PCF)或椭芯保偏光纤(ECPMF)等特种光纤耦合器制作的光纤侧边抛磨、侧面熔粘(FSA)耦合方法。通过建立仿真模型优化了光纤侧边抛磨的抛磨区包层剩余厚度等关键参数,利用侧边抛磨单模光纤(SMF)成功制作出FSA侧边抛磨光纤耦合器,并测试了光纤耦合器的相关特性参数。实验结果显示,侧面FSA耦合方法可制作耦合比(CR)为0～90%的特种光纤耦合器;所制作的光纤耦合器附加损耗(EL)小于0.5dB;在100nm光波长范围内,波长相关损耗(WDL)小于1dB;耦合输出端的偏振相关损耗(PDL)在光波长1310nm、1550nm处分别为0.30dB、0.45dB。研究结果验证了光纤侧边抛磨、侧面FSA耦合方法制作特种光纤耦合器的可行性,为有特殊要求的PCF或ECPMF等特种光纤耦合器制作奠定了方法基础。     

熔锥型保偏光纤耦合器分光比的依赖性研究

基于耦合模理论,推导了熔锥型保偏光纤耦合器快慢轴耦合系数的关系式。通过对标准3 dB保偏光纤耦合器的偏振依赖性、波长依赖性、温度依赖性、双折射依赖性所引起的分光比变化的分析,得出了不同依赖因素对标准3 dB耦合器分光比稳定性影响程度的大小。分析结果表明,保偏光纤耦合器的双折射依赖性十分显著;波长依赖性和温度依赖性其次;在一定的工艺条件下,偏振依赖性可以忽略。另外,耦合器的固有双折射越大,分光比波动越大。所得结论对制作熔锥型保偏光纤耦合器的光纤选择、拉制工艺、封装工艺的优化和改进有重要意义。     

单模光纤磨抛型DWDM功率耦合器的设计分析

介绍了一种设计制作磨抛型单模光纤密集波分复用(DWDM)器的方法。依据磨抛型单模光纤功率耦合器的基本原理,导出设计这类耦合器的相关参数方程及绘出它们的关系曲线。对用小芯径单模光纤制作1.55μm和1.31μm光波长DWDM耦合器的技术参数作了具体计算和讨论。设计的DWDM耦合器能方便与掺饵光纤放大器(EDFA)等级联形成组件在光纤通信链路中使用。     

用于宽带偏振无关耦合器的双芯光子晶体光纤

提出一种可用于宽带偏振无关光定向耦合器的新型双芯光子晶体光纤(PCF),利用全矢量有限元方法分析了光纤结构参数对其光学特性的影响,得到了一组优化的双芯PCF结构参数,满足易于制作、易于接续和接续损耗低等应用要求,在此基础上对光纤结构进行了改进,进一步降低了制作难度,基于该光纤可以设计出在1.26～1.625μm范围内分光比误差小于1%、两偏振态分光比误差小于0.2%的50:50耦合器,并在现有实验条件下,试制了近似结构的双芯PCF。     

反射型单模光纤星形耦合器

本文介绍光纤局部区域网构网的一种关键器件——由2×2光纤耦合器和光纤环组成的反射型单模光纤星形耦合器的构造方法及特点。对光纤环的反射特性与耦合特性关系作理论分析。最后,报道了研制的反射型单模光纤8端口星形耦合器的实验结果。     

CO2激光熔接型双包层光纤侧面抽运耦合器

为了把高功率的半导体激光器抽运光耦合入直径只有数百微米的双包层光纤内包层,以获得高的抽运功率,同时简化端面抛磨式熔接型侧面耦合器复杂的光纤处理工艺,提出了一种基于CO2激光熔接的双包层光纤侧面抽运耦合器的新方法,并进行了实验验证,介绍了试验装置和制作过程,制作了内包层直径为125μm非掺杂双包层光纤与105μm/125μm多模光纤的侧面耦合器,得到了82%的耦合效率测试结果。结果表明,所研制的熔接型侧面耦合器在侧面抽运的高功率双包层光纤激光器中具有很好的应用前景。     

封装材料对光纤器件的性能影响

为查明熔锥型光纤器件封装材料对器件光学性能的影响,基于弱波导耦合模理论,建立了封装材料折射率与光纤耦合器分光比的数学模型,找到了它们之间的关联规律.以六轴光纤耦合器熔融拉锥机制作耦合器样品,以H2O与NaCl的不同配比实现封装材料折射率的变化,进行了相应的光学实验.实验结果表明:光纤耦合器的分光比对封装材料的折射率很敏感,折射率在一定的范围内,随着封装材料折射率的增大,耦合器分光比增大,并且具有单调性.这为封装材料的选取提供了理论依据与实验指导.     

双包层光纤激光器的熔接型侧面耦合器

为了解决采用折射率匹配介质的光纤角度磨抛侧面耦合器中由于折射率匹配介质不能承受高功率密度的抽运光而分解,导致高功率抽运下侧面耦合器失效的问题,提出了采用CO2激光器制作熔接型侧面耦合器的新方法,并进行了实验验证,介绍了其实验装置和制作过程.由于熔接型侧面耦合器无需折射率匹配介质,因此能够承受很高的抽运光功率密度.在将该熔接型侧面耦合器用于高功率半导体激光器耦合实验中,获得的耦合功率达到7.2W,耦合效率优于70.5%.研究结果表明,所研制的熔接型侧面耦合器在侧面抽运的高功率双包层光纤激光器中具有很好的实用前景.     

光纤耦合器与速度干涉仪的灵敏度

通过改进光纤定向耦合器的结构,可以显著提高光纤速度干涉仪的灵敏度.该文从熔融拉锥型光纤定向耦合器的数学模型出发进行研究,详细分析了2×2和3×3型光纤定向耦合器在全光纤速度干涉仪(AFVISAR)中的具体作用,并对此两种结构的光纤速度干涉仪的性能(主要是灵敏度)的优劣进行了对比分析,表现出3×3型光纤定向耦合器构成的两端探测系统的优越性.最后提出采用N×N型光纤定向耦合器可能带来的光纤速度干涉仪性能的提高和适用局限性.     

全光纤马赫-曾德尔干涉仪型不等带宽梳状滤波器

提出了由2个3×3和1个3×3单模光纤耦合器级联组成的全光纤Mach-Zehnder干涉仪(MZI)型不等带宽交错(梳状)滤波器。分析结果表明:两对光纤干涉臂长度差相等时,各耦合器的耦合系数选取适当值,器件实现了奇偶信道上不等带宽输出,分别用于10和40Gb/s传输,信道间隔为0.8nm,信道隔离度大于25dB。与其它不等带宽梳状滤波器相比,该器件基于MZI型梳状滤波器,且在实际制作时可以对每个耦合器的分光比进行准确监测和控制,大大降低了制作困难。实验所得结果与理论分析相吻合。     

单模光纤耦合器耦合系数影响因素的研究

从理论上推导了2×2单模光纤耦合器耦合系数的计算公式。然后结合实际制作条件进行了合理的近似,从而分析了在实际制作中两条拉锥光纤之间的水平间距d0及拉锥基座垂直偏差y对于耦合器耦合系数的影响。     

光纤耦合器型光纤光栅滤波器

光纤耦合器型光纤光栅滤波器（FCFGF）综合了光纤耦合器的多端口特性和光纤光栅良好的波长选择性特点，形成了一种低成本的全光纤滤分复用（WDM）器件，本文综合评述了各种不同结构的FCFGF的工作原理，基本特点及其应用。     

高精度光纤陀螺用1550nmPMF耦合器的研制

介绍了一种为适应高精度光纤陀螺而设计制作的传输波长为1550mm的保偏光纤耦合器（PMFC）。比较了1550nmPMFC与单模光纤耦合器（SMFC）在制作工艺上的不同。对“衍射法定轴技术”和“温度稳定性高的封装技术”等关键制作技术进行了详尽的阐述和讨论。并对1550nmPMFC进行了温度循环试验,试验结果良好。     

光纤布拉格光栅辅助失配耦合器型上下话路滤波器的实验制作

全光纤上下话路滤波器是光纤通信系统中的重要器件。光纤布拉格辅助失配耦合器型上下话路滤波器是非干涉型的,易于制作,并且稳定。采用波长为248nm的紫外光在由标准单模光纤和自制的高掺锗光敏光纤熔融拉锥制作的2×2光纤耦合器上写入光纤光栅,实现了全光纤多端口上下话路滤波器。实验中获得了最大反射率约为20dB,带宽约为2nm的上下话路滤波器。实验分析表明在耦合器耦合区的均匀部分写入一定长度的啁啾布拉格光栅,或在耦合区的不均匀部分写入一定长度的均匀布拉格光栅,均可获得峰值反射率较高和带宽较大的光纤布拉格辅助失配耦合器型上下话路滤波器。     

光纤光栅耦合器

光纤光栅耦合器是以光纤光栅和光纤耦合器为基础发展起来的一种新型器件。对光纤光栅耦合器的基本原理进行了介绍,并报道了国外研究工作的进展。     

熔融拉锥型单模光纤光功率比耦合器的研制

本文由耦合波方程出发推导了熔融拉锥单模光纤耦合器的功率耦合比与拉伸长度的关系,并数值计算了光纤耦合器的光功率分配。实验上利用实验室现有的设备制作出2×2型、单窗口1×2型1550nm宽带耦合器,并完成了对制备出的光纤耦合器的光功率检测。通过理论与实验的比较得出熔融拉锥机制备的单模光纤光功率比耦合器的耦合曲线与理论上的耦合曲线基本一致,制备出的耦合器符合耦合器检验标准。