椭圆芯单模保偏光纤定向耦合器偏振特性的研究

将强耦合椭圆芯光纤定向耦合器的耦合区波导视作一矩形波导的微扰,到出其传播常数公式及场的幅度耦合波方面,从而给出耦合器的偏振特性。     

应用BISPEC光纤拉制保偏耦合器的研究

设计新颖的ＢＩＳＰＥＣ光纤可避免偏振轴对准技术难点，研制成功高性能保偏光纤耦合器，偏振串扰小于－２５ｄＢ。     

减小单模光纤中偏振色散的研究

光纤中的偏振模色散是限制光纤传输容量的极限因素，我们利用模耦合理论，采用在光纤拉丝过程中同时旋转预测制棒的工艺来增强模耦合，实现了光纤偏振模色散的减小，能保证普通单模光纤的偏振模色散值小于０．５ｐｓ√ｋｍ。     

耦合型微纳光纤偏振滤光器研究

微纳光纤偏振滤光器是光纤通信和传感系统的微型基本元件之一。利用超模耦合理论研究表明,当选择合适的耦合区长度和微纳光纤直径时,两平行紧贴微纳光纤构成的耦合器件可实现起偏效应,即将非偏振的输入光变为偏振光输出;理论设计分析给出了产生这种效应的几何参量值。实验研究了两根微纳光纤平行耦合时输出光偏振度(DOP)与耦合长度的关系,验证了起偏效应并制作了基于消逝场耦合的微纳光纤偏振滤光器。实验表明当微纳光纤偏振滤光器输入非偏振光时,在1545～1560nm波段耦合输出端光的偏振度达到了90%以上,实现了光束起偏;在此波段内某些波长的输出光消光比(LPER)可达到24dB以上,而其他波长处为椭圆偏振光或者圆偏振光,实现了分色起偏。此器件与检偏器组合可制成带通(阻)波长滤波器。     

减小单模光纤中偏振模色散的研究

光纤中的偏振模色散是限制光纤传输容量的极限因素，我们利用模耦合理论，采用在光纤拉丝过程中同时旋转预制棒的工艺来增强模耦合，实现了光纤偏振模色散的减小，能保证普通单模光纤的偏振模色散值小于０．５ｐｓ／ｋｍ。     

三根平行微纳光纤耦合特性研究

微纳光纤具有大比例倏逝场传输的光学特性,相比于普通光纤,其耦合现象更加明显。利用基于有限元法的COMSOL Multiphysics软件对三根平行微纳光纤进行了详细的数值模拟研究。计算结果表明,纤芯间距改变时,三根平行微纳光纤随传输距离变化的功率耦合分布的规律是相似的,都呈周期性分布。纤芯间距不同时,耦合周期发生变化,且随着纤芯间距的增大,耦合周期也逐渐增大。且入射光的偏振态对耦合周期和耦合效率也有一定的影响。利用三根平行微纳光纤的耦合特性,设计了一种3×1微纳光纤耦合器,当选取恰当的纤芯间距和耦合区长度时,3×1微纳光纤耦合器的耦合效率最高可达93.3%。     

消偏光纤陀螺偏振串扰误差分析及实验研究

以琼斯矩阵为基础,建立了双消偏光纤陀螺(DFOG)系统的光路传输模型,推导出偏振串扰误差的理论表达式。仿真分析了消偏器的45°角误差,偏振串扰点功率耦合,Y波导有限消光比以及环内偏振旋转角对消偏光纤系统偏振串扰误差的影响。实验验证了两消偏器45°角之间的相对偏差以及温度对陀螺零漂的影响。结果表明,两消偏器45°角之间的相对偏差越大、温度梯度越大,对陀螺精度的影响越大。     

非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪偏振衰落及相位噪声分析

研究了非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪因两束干涉光偏振态变化引起的偏振衰落和相位噪声问题。运用波导耦合理论和光纤偏振光传输理论，通过详细的推导，得到非平衡光纤Mach-Zehnder干涉仪输出光强、可见度以及相位噪声的表达式，分析了干涉仪可见度、相位噪声与干涉仪输入光偏振态之间的关系，提出抑制偏振衰落和相移噪声的方法。     

用相干方式测量强耦合下的光纤偏振模式分布

采用“白光干涉仪”，用相干测量方法对强耦合下的光纤偏振模式进行测量，给出测量的物理和数学模型，并实际测量了两点强耦合下的光纤偏振态分布。     

光纤双折射对光纤环保偏能力影响的实验研究

为了研究光纤双折射对陀螺光纤环保偏能力的影响,选用三种不同型号的光纤采用相同的绕制方法制作相同规格的光纤环。采用白光干涉仪测试光纤环的偏振耦合分布,并利用光纤环两端尾纤与白光干涉仪尾纤的熔点引起的偏振耦合干涉峰计算绕环光纤的双折射。通过不同光纤环测试结果的比较,分析绕环光纤双折射对光纤环保偏能力的影响。测试结果表明,三种绕环光纤的双折射分别为7.47×10－4、6.36×10－4、5.78×10－4,对应的三只光纤环的整体偏振耦合幅值分别为－74.79 dB、－70.06 dB、－64.97 dB。选取了相同对应位置的5个大耦合点进行偏振耦合幅值的统计,三只光纤环平均偏振耦合幅值分别为－57.85 dB、－49.85 dB、－44.49 dB。实验结果表明采用高双折射的保偏光纤有利于提高光纤环的整体保偏能力,且高双折射光纤具有较强的抵御外界应力影响的能力。     

有增益或损耗的光纤传输特性的微扰法

本文运用微扰分析方法计算复折射率光纤复传播常数,光纤的复数模折射率N＝N＋iN的实部N由求解相应的实本征值方程得到,而虎部N则由微扰计算得到,对阶跃型圆光纤,导出了芯区或包层为复折射率时的损耗或增益的解析关系式,数值计算表明,本法与直接解复本征值方程得到的精确结果符合得很好。     

几种计算光纤色散特性的数值方法

应用解超越方程法、矩阵微扰法、伽辽金法和有限差分法计算光纤色散特性。大量的计算实例表明：它们都能快速、准确地计算光纤色散特性。     

Chromatic dispersion in single-mode fibers with arbitrary indexprofiles: a simple method for exact numerical evaluation

An exact numerical method for computation of the chromatic dispersion in single-mode fibers with arbitrary profiles is presented. The method is based on matrix perturbation theory, taking the change in the fiber properties with wavelength as perturbation. This approach requires only one matrix eigenvalue evaluation (as against multiple eigenvalue evaluations in the existing methods) and a few additional simple matrix manipulations, resulting in a considerable reduction of computational effort     

双包层非线性单轴光纤传播常数的计算

基于严格的矢量波理论,用摄动法导出了计算双包层非线性单轴光纤导模或泄漏模传播常数的公式。     

光纤中光学高斯型脉冲的传输特性研究

应用变分法，研究了微扰对光学高斯型脉冲在光纤中非线性传输特性的影响，导出了光学高斯型脉冲参数演化的动力学方程。     

A Combined Regular-Logarithmic Perturbation Method for Signal-Noise Interaction in Amplified Optical Systems

We present a novel perturbation method for the nonlinear SchrÖdinger equation (NLSE) that governs the propagation of light in optical fibers. We apply this method to study signal-noise interactions in amplified multispan fiber-optic systems. Being based on a combination of the regular perturbation (RP) and logarithmic perturbation, the method is especially suitable for modeling the simultaneous presence of nonlinear and dispersive effects. Even after linearization, it retains the contribution of the quadratic perturbation terms of the NLSE, thereby achieving higher accuracy than an RP with comparable complexity. We revise parametric gain and nonlinear phase-noise effects under the new theory. We finally consider several examples and evaluate the probability density function of the optical or postdetection signal and the bit-error rate of an NRZ–OOK system. All of the results are compared with other models and with multicanonical Monte Carlo simulations.      

饱和非线性光纤正色散区的交叉相位调制不稳定性

在考虑到光纤饱和非线性效应的情况下,给出了同偏振、不同波长的两光波的慢变振幅满足的耦合非线性薛定谔方程组以及线性化后微扰满足的方程组。在光纤的正色散区,分析并讨论了交叉相位调制不稳定增益谱随两光波输入功率变化的规律。结果表明,与饱和非线性光纤中自相位调制不稳定性的增益谱类似,交叉相位调制不稳定增益谱的临界扰动频率、峰值增益大小随两光波输入功率的增大也呈现出先增大后减小的特点,而二者随两光波输入功率变化的快慢都与两扰动的频率大小有关,即会出现两个不同的输入功率对应同一个不稳定增益峰值和临界扰动频率的情形。     

An analysis of high birefringence fibers

A fiber is birefringent if it has a non-circular core and/or cladding, or is subjected to anisotropic stress. As a result of anisotropic stress, the fibers become biaxial. In this work, a theoretical study on the fields and dispersion of polarization modes in biaxial fibers is presented. The analysis is based on a perturbation method. In particular, the inclusion or exclusion of a term is determined by the differential equations, the boundary conditions and the symmetry of the problem, and does not rely on the prior knowledge of the fields in the fibers. The dependence of the fiber birefringence on the index difference and index anisotropy are determined. With the fields known, the excitation of high birefringent fibers can be analyzed. Methods for studying these excitation problems are indicated and some of the results are presented.     

单模光纤中微扰对基暗孤子传输特性影响的研究

本文研究单模光缍中微扰对基暗孤子传输特性的影响，导出了基暗孤子参数随传输距离演化的方程组，具体讨论了光纤小损耗效应。     

Investigation of mode coupling in step index plastic optical fibers using the power flow equation

Using the power flow equation, we have examined the mode coupling caused by intrinsic perturbation effects of the step index plastic optical fiber. A numerical solution has been obtained by the explicit finite difference method. Results show the state of mode coupling along the fiber. They indicate that the equilibrium mode distribution is achieved at much shorter lengths compared to the case with glass fibers.