高双折射光子晶体光纤的偏振特性研究

基于超格子构造法，采用全矢量模型研究具有中心缺陷孔的椭圆孔光子晶体光纤(EHPCF)的偏振特性。研究表明，与相同结构参量的椭圆孔光子晶体光纤相比，具有中心缺陷孔的椭圆孔光子晶体光纤具有更大的模式双折射和走离参数。双折射、走离参数与频率的依赖关系与普通保偏光纤存在很大差别。走离参数在低频区出现零走离点，这为在该光纤中既保持高双折射又实现零走离单模运转提供了可能。适量增加中心缺陷孔，包层椭圆孔的椭圆率及面积可以获得高的双折射和大的走离参数。     

椭圆孔正方形点阵聚合物光子晶体光纤偏振特性

以聚合物为基材,设计了一种单模零走离参数的高双折射光子晶体光纤,该光纤具有椭圆孔正方形点阵,基于全矢量平面波方法,对其传输模场和偏振特性进行了数值模拟。结果发现,与传统的光子晶体光纤相比,该光纤具有更大的模式双折射和走离参数,当增长光纤结构参数椭圆孔长短轴之比η时,双折射明显增强并高达3.5×10-2,走离参数在低频区出现零走离点,这为在该光纤中即保持高双折射又实现零走离单模运转提供了可能。     

椭圆孔光子晶体光纤的偏振特性

摘要采用正交函数算法，提出了一种新型椭圆孔光子晶体光纤的本地正交函数模型。采用两种周期性结构的叠加构造超格子，用以表征光子晶体光纤(PCF)的横向折射率分布，同时将横向电场展开为Hermite-Gaussian函数。从电磁场的波动方程出发得到关于传播常数的本征方程。进而得到光子晶体光纤的传播常数、模场分布、偏振特性等传输特性。应用此模型讨论了椭圆孔光子晶体光纤基模两个偏振模式的双折射和群速度走离特性。研究表明，椭圆孔光子晶体光纤具有较大的模式双折射和群速度走离，双折射、群速度走离与频率的依赖关系和普通保偏光纤不同。另外椭圆孔光子晶体光纤还可实现在单模区同时保持高双折射和零群速度走离，可用于研究光纤的非线性。     

椭圆孔聚合物光子晶体光纤的偏振特性研究

采用全矢量平面波方法,以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为基材,对椭圆孔聚合物光子晶体光纤的偏振特性和传输性质进行了研究。结果表明,椭圆孔聚合物光子晶体光纤的双折射是由于包层的不对称性引起的全局双折射。椭圆率η愈大,其基模双折射愈强,在η=3.0时,双折射最高可达5.312×10-2,比普通光纤的模式双折射10-5高出3个数量级。零走离点对应的波长也比普通保偏光纤长,随着椭圆率的增大,走离曲线将向长波长方向移位,零走离点发生红移。零走离点的出现,将有效地抑制一阶偏振模色散。     

椭圆芯光子晶体光纤的偏振特性

采用全矢量模型研究椭圆芯光子晶体光纤(photonic crystal fibers,PCFs)的偏振特性。研究表明：椭网芯PCF基模的两个正交偏振态不再简并,模场具有较强的线偏振特性;模式双折射可达10^-3量级,该数值比传统椭圆保偏光纤至少高一个量级;在比传统椭圆保偏光纤更长的波长处获得零走离点和负走离区。椭圆芯PCF的偏振特性与光纤结构参数有较强的依赖关系,通过适当选择光纤的相对孔径和孔距,有望在给定的波长上实现高双折射和零走离单模运转,或设计出高双折射、大走离的单模光纤,为研制高性能保偏光纤提供了一个新的途径。     

基于偏振双折射棱镜的光学相控阵角度放大级研究

为了扩展光学相控阵的角度扫描范围,研究了偏 振双折射棱镜结构对角度放大性能的影响,分析了限制放大倍数和光束偏转效率的主要 因素,并提出了相应的优化设计方法。研究 结果表明:放大级中各级双折射棱镜的结构角和入射光角度决定了出射光角度分布,要获得 更大 的角度范围和均匀的角度间隔,应优化设计各级双折射棱镜的结构角;要提升放大倍数,应 设计 更大的结构角或者增加级联双折射棱镜数量,但这些都受到光束走离效应的限制,实际中应 结合 相控阵要求的通光口径和最小角度间隔等因素进行综合设计;放大级系统中,偏振控制误差 是造 成杂散光的主要因素,应严格控制各级液晶波片的驱动电压。     

双折射调谐器调谐灵敏度的分析

本文分析得出双折射调谐器的光轴与表面的夹角(E)直接影响调谐器的调谐灵敏度。灵敏区域的E为30°～35°。     

光参量放大脉冲发生器中色散效应的研究

走离效应对参量放大脉冲发生器具有重大影响,群速度色散将使脉冲展宽。采用分步傅里叶法对耦合方程求解,分析了利用参量放大器产生脉冲的过程中色散效应的影响。依照所设定参数的仿真结果表明：输入泵浦波的调制频率为1GHz时,走离效应、群速度色散的影响几乎可以忽略;调制频率增加到20GHz,光纤中的群速度色散可以缓解由于泵浦波、闲频波之间的走离效应导致的脉冲畸变;而随着调制频率的继续增大到100GHz,色散效应和走离效应将使得产生的脉冲受到严重恶化。     

NOLM全光解复用中信号转换的数值模拟

为了研究非线性光学环形镜解复用输出特性,采用双曲正割形控制脉冲和信号脉冲,对基于非线性光学环形镜全光解复用系统中信号的转换进行了理论分析,得到了脉冲峰值开关效率为100%时,所需最小初始时钟脉冲峰值功率应满足的条件,数值模拟了走离时间、初始时间延迟和初始时钟脉冲峰值功率对转换信号波形特性的影响。结果表明,走离效应是导致转换信号波形失真以及峰值功率下降的重要因素,初始时间延迟可以平衡由走离效应引起的转换信号波形不对称,初始时钟脉冲峰值功率可以补偿由走离效应导致的转换信号峰值功率下降。     

双折射对孤子传输的影响及其相互作用控制

利用对称分步傅里叶法,数值研究了双折射光纤中孤子的传输特性,分析了孤子脉冲的入射偏振角为30°时两偏振分量群速度失配对孤子传输产生的影响。结果表明,光纤的双折射大小影响着脉冲峰值对时间的漂移程度,双折射越大,峰值漂移越多。如果光纤的双折射具有随机性,峰值漂移被修正,孤子传输的两偏振分量脉冲强度会随着传输距离有强弱不规则的变化,但是两偏振分量的强度变化互相补充,合成强度没有太大的变化,孤子能够稳定的传输。非线性增益可以有效地抑制随机双折射对孤子传输相互作用的影响,使得原本会产生交叠走离的相邻孤子传输不偏离原来的时间槽,实现了对偏振模色散良好的控制作用。     

随机双折射光纤中孤子的相互作用与控制

利用对称分步傅里叶法,数值模拟了光孤子在随机双折射光纤中的传输特性,研究了孤子间的相互作用及其非线性增益控制.结果表明,随机双折射使得孤子传输的两偏振分量脉冲强度会随着传输距离有强弱不规则的变化,但是两偏振分量的强度变化互相补充,合成孤子强度能够稳定地传输;随机双折射也增强了孤子间相互作用,非线性增益可以有效地抑制随机双折射对孤子传输相互作用的影响,使得原本会产生交叠走离的相邻孤子传输不偏离原来的时间槽,实现了对偏振模色散良好的控制作用.     

非线性晶体走离效应下的二倍频效率研究

应用非线性频率变换技术的短波固体激光器在先进研究、生物医疗和工业生产等领域广泛应用，而走离效应是影响非线性变换效率的关键因素。为了实现更高效率的二倍频转换，各种减小走离效应的结构优化方案被提出，多种二倍频效率模型被建立，但是这些模型在普适性和影响因素全面性上还有所欠缺。文中在理想二倍频效率模型的基础上，提出一种非线性晶体走离效应下的二倍频效率模型，对于空间走离过程进行了更为充分的研究，将二倍频过程的多种因素都进行了细化分析。该模型有两个优势：一方面可以从多种参数的角度更精确地对平行传输光束与聚焦光束的二倍频效率分别进行预测；另一方面可以实现最佳二倍频晶体种类和最佳二倍频晶体长度的选择。     

有限脉宽脉冲泵浦下FRA中的走离和脉冲展宽

采用分步傅里叶算法数值求解非线性薛定谔方程组,模拟出有限脉宽脉冲泵浦下喇曼光纤放大器(FRA)中信号光的传输情况,研究了色散引起的走离效应和脉冲展宽对FRA的影响.结果表明:在有限脉宽脉冲泵浦的情况下,走离效应和脉冲展宽同时影响着FRA的最大作用距离和信号光幅度,当走离量较大时,走离效应对FRA的影响比脉冲展宽更明显,并且泵浦脉宽越小越易受到它的限制.     

单模光纤应力诱导双折射及其应用

论述了单模光纤受到弯曲时应力双折射效应的产生。同时探讨了利用这种双折射效应制作多种在线型光纤器件，包括波片，滤波器，声波传感器等。     

高双折射单模领结型光纤中的扭绞效应和压力效应

本文介绍了高双折射领结型光纤在静压力高达１００ＭＰａ下的双折射测量结果。双折射测量方法基于扭绞感应效应，该方法以前在高压环境中从不没有运用过，实验采用专门设计的压力设备，可同时产生几种机械扰动，并可研究它们对光纤中模式传输的影响。关于压力对高双折射光纤拍长参数的影响，本文给出了与理论结果和以前实验数据的比较。     

低双折射光纤内克尔效应的研究

对单模低双折射光纤的克耳效应进行了理论分析和实验研究。采用相关检测的方法得到了克耳效应引起的光强变化的波形，利用数字信号处理技术对实验数据进行分析，得到２５℃时单模低双折射光纤的克耳系数为５．４×１０＾－１６。理论分析和实验结果证明了利用单模低双折射克耳效应进行高电压传感的可行性。     

液晶红外ECB效应的研究

液晶的红外ECB效应应用广泛，但是目前国内在这一领域的研究没有考虑液晶分子的吸收效应。在考虑液晶红外吸收效应的前提下，以向列相液晶BL－009为例研究了液晶的红外电控双折射效应，得到了入射光波长1300nm和1550nm下液晶双折射随电压变化关系曲线，同时得到了吸收系数随电压变化关系曲线。     

飞秒激光脉冲倍频特性的数值模拟

模拟了随着传播长度的增加,基频和倍频激光脉冲的时域波形和光谱特性的演变过程。通过引入走离长度和非线性长度,给出了走离效应、群速度色散和三阶非线性效应对飞秒脉冲倍频的影响。研究了飞秒脉冲倍频的波长调谐特性,发现40ps基频脉冲波长调谐带宽仅有2.8nm,而40fs基频脉冲的倍频波长调谐带宽高达42nm。这在周期极化倍频晶体工艺中有重要应用价值。     

玻璃中光感生双折射的干涉法测量

本文报导了用干涉法观测若干光学玻璃和激光玻璃在强激光作用下产生光感生双折射效应的研究结果。测量了这些玻璃的光感生双折射系数,并讨论了产生光感生双折射效应的可能机理。     

光学电流互感器线性双折射效应的补偿研究——神经网络方法

线性双折射效应是限制光学电流互感器实用比的关键因素。作者采用人工神经网络来实现光学电流互感器线性双折射效应的补偿。本文介绍了ＢＰ神经网络的基本原理,论述了线性双折射效应的具体补偿方法,结果表明该方法具有精度高和简便实用的特点,从而是行之有效的。