用于单模光纤的掺氟材料

作者采用改进的化学汽相沉积(MCVD)法,研究了SF_6、CF_4作掺氟材料的可行性。据发现,掺氟石英玻璃的折射率变化很大程度上取决于掺氟材料和沉积温度。以SF_6为掺氟材料时已得到0.05的最大折射率变化。在具有掺氟及P_2O_5石英玻璃包层的单模光纤中,尚未发现SF_6的应用在长波长区导致附加吸收损耗。     

现代通信传输方式——光导纤维（二）光纤简介

一、光纤基本结构 光纤的内层是纯玻璃光芯,外包低于玻璃折射率的掺杂物（包层）。内芯是光传播的部分,包层与纤芯折射率的差别是为了使光发生全内反射,包层的折射率比纤芯的折射率小1％。     

一种低损耗低模式串扰渐变型少模光纤

提出了一种纯二氧化硅纤芯、渐变折射率分布的 两模光纤,实现了渐变折射率少模光纤低差分模式群时延和纯二 氧化硅芯光纤低损耗优点的有效结合。采用全矢量有限元方法研究表明,所提出的少模光纤 纤芯采用纯二氧化硅实现了 低损耗,采用纤芯渐变折射率实现了低差分群延迟,包层处采用凹陷折射率实现了低弯曲损 耗,采用模式大折射率差实 现了低模式串扰,采用大有效面积实现了低非线性系数;该光纤具有非线性系数和差分模式 群时延在1.5～1.65 μm波长范围内平坦特性。     

包层折射率凹陷分布的单模光纤的特性

业已研制出VAD凹陷包层的单模光纤。所制备的光纤在纤芯中掺锗,折射率差为△~ =0.2～0.3％;在包层中掺氟,负折射率差为△~-=0.1～0.4％。包层与芯径之比为5到9,1.3μm波长处传输损耗小于0.5 dB/km。已发现,凹陷包层光纤侧向压力引起的弯曲损耗增加值与匹配包层光纤弯曲损耗增加值相等,匹配包层光纤的折射率差等于凹陷包层光纤折射率差的总和(△=△~ △~-)。但是,凹陷包层光纤的色散与纤芯中具有同样含锗量的匹配包层光纤的色散极其相似,即具有相同的正折射率(△=△~ ),使得1.3μm波长处的色散比较低。此外本文还证实了,这种光纤的熔融接头损耗与匹配包层光纤的熔融接头损耗一样小,在整个成缆过程中传输损耗始终很低。     

光传输设备的调式与安装

１ 光纤网传输的工作原理光纤传输原理实际上就是光电转换的一个过程。光发射机将输入的电视射频信号变换成光信号,光信号通过光纤送到远方。光纤是一种石英玻璃介质的圆柱体,由纤芯和包层组成,纤芯的作用是完成光信号的传输,包层的作用是把光封闭在光纤内,起到保护纤芯和增加光纤机械强度的作用,因纤芯和包层的渗杂情况不同,它们的折射率也就不一样,纤芯的折射率比包层折射率稍微大一些,故纤芯内的光入射到包层介面时,只要入射角大于临介角,就会在纤芯内产生全反射,光不会漏射到包层中,所以光信号在纤芯内不断地传播到另一端…     

一种新型折射率掺镱双包层光纤

为了提高光纤放大器单纤输出功率,设计了一种新型折射率掺镱双包层光纤,纤芯直径30μm,包层直径125μm。采用一种改良的高温气相掺杂技术和改进的化学气相沉积法制作,纤芯折射率分布为凹陷型结构,掺杂区为低折射率区。对光纤的荧光特性、模场特性以及放大特性进行了测试。试验结果表明,该新型折射率分布设计有利于纤芯对抽运光吸收,荧光输出平坦,对光纤进行弯曲处理可实现平坦模场的能量输出,5m光纤实现了40dB 高功率飞秒信号光放大,输出功率30kW。     

光传输设备的调试与安装

1 光纤网传输的工作原理 光纤传输原理实际上就是光电转换的一个过程.光发射机将输入的电视射频信号变换成光信号,光信号通过光纤送到远方.光纤是一种石英玻璃介质的圆柱体,由纤芯和包层组成,纤芯的作用是完成光信号的传输,包层的作用是把光封闭在光纤内,起到保护纤芯和增加光纤机械强度的作用,因纤芯和包层的渗杂情况不同,它们的折射率也就不一样,纤芯的折射率比包层折射率稍微大一些,故纤芯内的光入射到包层介面时,只要入射角大于临介角,就会在纤芯内产生全反射,光不会漏射到包层中,所以光信号在纤芯内不断地传播到另一端的光接收机,光接收机将收到的光信号还原成电信号送到电视分配网.     

现代通信传播方式——光纤

光纤的内层是纯玻璃光芯，外包低于玻璃折射率的掺杂物（包层）。内芯是光传播的部分，包层与纤芯折射率的差别是为了使光发生全内反射，包层的折射率比纤芯的折射率小1%。     

半导体锗芯光纤拉丝过程中的芯-包层流速差异研究

半导体芯光纤因其特殊的光电特性而受到广泛关注。由于纤芯和包层材料之间的性质差异,制备高质量的半导体芯光纤比传统掺杂石英玻璃光纤更为困难。以锗芯光纤为研究对象,通过有限元法,模拟仿真了激光拉制锗芯光纤的动态过程,研究了拉制过程中芯层锗和包层石英玻璃材料的流速差异,以及不同拉丝速度对其流速差异的影响。仿真结果表明:在预制棒颈缩区,芯层锗和包层石英玻璃材料的流速差异最大,且不同拉丝速度对预制棒芯层锗和包层石英玻璃材料的流速影响不同。     

LPFG折射率模式响应及其在传感建模中的应用

基于光纤光栅的模式耦合理论,采用严格的数学模型,给出了三层介质长周期光纤光栅(LPFG)的纤芯模和包层模的本征方程,分析了长周期光纤光栅中的纤芯模式和包层模式的有效折射率随外界环境折射率变化的情形,以及外界环境折射率变化对长周期光纤光栅谐振波长的影响.通过在长周期光纤光栅外涂覆折射率对外界环境变化敏感响应的特定薄膜可以显著提高其传感测量的灵敏度.研究结果可为长周期光纤光栅传感器结构参数的优化设计和实际应用提供理论支持.     

基于侧面抛磨锗芯光纤的折射率传感器

通过抛磨单模-多模-单模(Single mode-Multimode-Single mode,SMS)光纤结构,设计制作一种光纤折射率传感器。多模光纤选用的是纤芯直径为16μm的锗芯光纤,纤芯直径较小,使制作的传感器尺寸较小,从而在传感应用中具有较高的样品利用率。单模光纤纤芯直径为8.4μm,可确保抛磨至多模光纤纤芯附近时单模光纤的纤芯不被破坏。SMS被AB胶固定在玻璃槽内,使得侧面抛磨光纤具有很好的鲁棒性,可重复使用性。制备并侧面抛磨了锗芯光纤长度分别为0μm、23μm、70μm、690μm、2 mm的SMS光纤结构。对产生的传输光谱进行测量,发现前4个样品随着周围环境折射率的增加,谐振波长向长波长处偏移;而前3个样品的折射率测量灵敏度随着锗芯光纤长度的增加而提高。当锗芯光纤长度为70μm时,在1.333~1.367折射率区间内,灵敏度可以达到623.5 nm/RIU。然而,过长的锗芯光纤导致折射率测量灵敏度降低。当锗芯光纤长度为2 mm时,抛磨过程中激发产生了包层模,导致传输光谱复杂、不稳定,而且长波处产生了较大的插入损耗。     

低折射率芯PCF基模损耗的数值模拟与分析

应用多极法理论计算了低折射率芯光子晶体光纤（PCF）基模的损耗并与未掺杂芯PCF进行了比较，发现可以从损耗的角度来理解低折射率芯PCF的截止特性：传输波长靠近短波长时，模式的损耗会突然变大，从而导致基模截止；而处于长波长时，这种光纤的传输特性和普通PCF相类似。通过改变纤芯折射率的大小和包层中空气孔的大小，可以对光纤的截止波长进行调节。     

Characteristics of a doubly clad optical fiber with a low-index inner cladding

This paper investigates a novel type of optical fiber which is composed of three portions: the core, inner cladding, and outer cladding. It is assumed that the core has the largest refractive index of the three, and the outer cladding index is the next largest. When the index difference between the core and the inner cladding is much larger than that between the outer cladding and the inner, the new fiber has a stronger confinement property than a usual singly clad fiber in the single-mode region. It is also assumed that the inner-cladding thickness is larger than or comparable with the core radius. This confinement is the origin of the following three properties of potential importance in single-mode optical communication. 1) As compared with a singly clad fiber, the largest core area for single-mode operation is roughly twice. 2) The group delay arising from waveguide characteristics has an opposite sign against that of typical glass dispersion. (Singly clad fiber has a dispersion of the same sign.) 3) The field is much more tightly confined within the core as compared with a singly clad fiber. This minimizes extra attenuation due to absorption in the cladding.     

Characteristics of cladding index modulated fiber gratings for ambient refractive index sensing

Characteristics of cladding index modulated fiber gratings for ambient refractive index sensing is studied in this paper. The modes propagation properties and coupling properties in cladding index modulated FBG are studied based on the classical coupling mode theory while considering interactions among multiple modes and developed on a three-layer step-index fiber geometry. Evolution of cladding mode resonance spectra of cladding index modulated FBG with the decreasing of fiber diameter is simulated and compared with the core grating. Sensing characteristics of cladding modes resonance of cladding index modulated FBG to the variation of ambient refractive index is detailed and emphasized for cladding modes resonances has a much narrower bandwidth. Results show that cladding index modulated fiber grating has better spectrum for ambient refractive index sensing applications under the same sensitivity with core index modulated fiber grating and may be applied to many field including biochemical sensing and environmental monitoring.     

Modal analysis of semiconductor cylinder fibers

Semiconductor cylinder fibers (SCFs) are novel amplifying waveguide structures in which a semiconducting film is interlaid between conventional core and cladding fiber layers. We investigate the modal properties of SCFs by way of a comprehensive model which takes into account the wavelength-dependent refractive indexes of both the core and cladding glass layers and the semiconductor. Our semiconductor model also includes both thin-film effects and carrier-induced changes in the complex refractive index. We show that annular modes which are highly confined to the semiconductor are supported, and we calculate the corresponding modal effective indexes. Finally, we demonstrate that, depending on the pump-induced carrier concentration, a large gain is possible across a broad spectral region.     

Theoretical analysis of cladding-mode waveguide dispersion and its effects on the spectra of long-period fiber grating

A new method to control the free spectral range (FSR) of a long-period fiber grating (LPFG) is proposed and theoretically analyzed. As the refractive index decreases radially outward in the silica cladding by graded doping of fluorine, waveguide dispersion in the cladding modes was modified to result in the effective indexes change and subsequently the phase-matching conditions for coupling with the core mode in a LPFG. Enlargement of the FSR in a LPFG was theoretically confirmed.     

微量杂质对As—Se—Te玻璃红外光纤损耗的影响

对As-Se-Te玻璃原料提纯和熔制工艺进行改进,制成具有芯包结构、阶跃折射率的红玻璃光纤。对As-Se-Te玻璃进行微量杂质分析。同时,对拉制成的As-Se-Te玻璃红外光纤测试其损耗,结果表明：工艺改进后,光纤损耗值降低与玻璃微量杂质总（正、负）离子计数相对比值减小是一致的。     

双包层手征光纤中的半漏模

研究了纤芯和内外外层都有手征的双包层手征光纤中的半漏模，给出了单包层和双包层手征光纤中几个低阶模的有效折射率和功率损耗系数随手征参数的变化关系曲线。结果表明，双包层手征光纤中的半漏模特性与半单包层手征光纤中的相比有很大的不同；当只有包层中有手征时，单包层手征光纤中也存在半漏模。     

有双包层结构的楔变脊型光斑转换器的设计

为了提高硅基上单模波导器件与单模光纤的耦合效率和工艺容差,设计了一种实用新型光斑转换器,它由水平和垂直双向楔变的波导芯区和双内包层构成.分析了内包层折射率与其厚度对耦合效率的影响,发现通过优化内包层的参数可以加强对扩展光场的限制.针对在硅基上制作垂直楔变结构的波导还很困难的情况,提出了一种低成本、简单可行的制作方法     

有双包层结构的楔变脊型光斑转换器的设计

为了提高硅基上单模波导器件与单模光纤的耦合效率和工艺容差,设计了一种实用新型光斑转换器,它由水平和垂直双向楔变的波导芯区和双内包层构成.分析了内包层折射率与其厚度对耦合效率的影响,发现通过优化内包层的参数可以加强对扩展光场的限制.针对在硅基上制作垂直楔变结构的波导还很困难的情况,提出了一种低成本、简单可行的制作方法.