光子晶体光纤耦合损耗的数值研究

光子晶体光纤(PCF)与普通单模光纤(SMF)以及不同结构光子晶体光纤之间的耦合损耗是急待解决的问题,采用光子晶体光纤的本地正交函数模型,对光子晶体光纤与普通单模光纤以及不同结构光子晶体光纤之间的耦合损耗进行了分析计算,得到了耦合损耗随光子晶体光纤结构参量以及波长的变化关系,给出了最优耦合的光子晶体光纤的结构参量。结果表明,PCF的孔距Λ是影响PCF与SMF耦合损耗的最主要因素,当Λ为某个特定值时,PCF与SMF的模场半径相等,耦合损耗最小,偏离这个特定值时的耦合损耗都会增大;PCF之间的耦合损耗取决于它们孔距的差异;此外由于模场半径与波长有关,当波长为某个特定值时,PCF与SMF模场半径相等,此时耦合损耗也最小。因此,在PCF设计过程中应综合考虑这些相关因素。     

大模场宽频单模光子晶体光纤的设计与制备

文章对无尽单模光子晶体光纤进行了理论设计,并提出了微结构光纤的制造工艺技术和相应的光纤拉丝工艺参数,制造出了较大模场的宽频单模光子晶体光纤,该光纤的芯直径为13.1 μm,微孔直径为3.2 μm,孔间距为8.2 μm,1 550 nm波长的模场直径为14.6 μm,1 550 nm的衰减为0.6 dB/km,1 383 nm水峰为14.9 dB/km.截止波长测试和近场光强分布检验表明,该光子晶体光纤确实具备较宽的单模工作范围.     

非对称双芯光子晶体光纤的温度传感特性研究

设计了一种基于非对称双芯光子晶体光纤的温度传感结构,在光子晶体光纤的一个纤芯中填充液体乙醇作为温敏介质,利用双芯光纤的定向耦合效应,通过检测定向耦合器的中心波长实现对温度的测量。用虚轴光束传播法分析光子晶体光纤基模的有效折射率与温度的关系,结果表明设计的光纤结构具有良好的温度传感特性,在-20～70 ℃范围内的温度检测灵敏度达3.73 nm/ ℃。用光束传播法仿真LP01模的传输特性,表明当光纤长度为耦合长度的0.5至1.5倍时,对于同一温度,传输光谱中主极大对应的波长保持恒定,传感器具有较大的制作容差。     

工作在1550nm的全固态光子晶体光纤的设计

利用全矢量平面波展开法对三角形排布孔包层-圆纤芯结构的光子晶体光纤的光子带隙特性进行了数值模拟,对比研究了传统光子晶体光纤(空气-石英纤芯结构)和全固态光子晶体光纤(非空气-石英纤芯结构)的光子带隙(导模)与结构参数(包层孔直径dclh、包层孔间距和包层孔填充比f)的关系,设计出了一组合适的结构参数(纤芯直径dco＝5.3 m,包层孔材料的折射率nclh=1.65,dclh＝1.0 m,＝2.0 m,f＝0.7),可以使相应的全固态光子晶体光纤工作在1 550 nm的现代光通信波长上,且光子带隙可以达100 nm.     

利用单透镜结构实现自由空间激光进入单模光纤的耦合研究

自由空间激光与光纤的高效耦合可大幅降低激光 能量损耗。基于高斯光束通过透镜的传输规律,分 析经过单透镜变换后的激光光束特性,即像方激光光束特性。对自由空间激光与单模光纤的 优化耦合进行研究。通过分析匹配单透镜参数对像方光束的影响, 选择单透镜合适焦距参数,实现激光与光纤参数的高效匹配,满足激光光束的像方腰斑小于 10 μm且数值孔 径小于0.12。通过实例,分析采用焦距为5mm的单透镜对780 nm空间激光到单模光纤的耦合效 率,结果表明自由空间激光到单模光纤的耦合效率高达90%。该耦合 系统结构简单,可实现激光由自由空间到至光纤的高效率传输。     

光子晶体光纤与普通单模光纤之间耦合损耗的理论分析

利用有效折射率模型对光子晶体光纤与普通单模光纤的耦合损耗进行了理论分析,得到了耦合损耗与光子晶体光纤结构参量、波长之间的依赖关系,确定了取得最优耦合的光子晶体光纤的结构参量。     

太赫兹波与光子晶体光纤的单透镜耦合研究

文章在设计低损耗太赫兹光子晶体光纤的基础上,利用光学设计软件 Zemax 设计了一种焦距为24.80 mm、厚度为2.00 mm、有效孔径为6.25 mm的Topas COC(环烯烃共聚物)太赫兹单透镜。该透镜能有效提高太赫兹光束与波导的耦合,耦合效率可达75.01%。运用Zemax和 Matlab软件分析了太赫兹波导与耦合系统在对接出现误差情况下对耦合效率的影响,并分别给出了存在横向偏差与角度偏差情况下的耦合效率变化曲线。研究结果可为太赫兹传输技术提供理论参考。     

高双折射双芯光子晶体光纤特性

提出一种新型的高双折射双芯光子晶体光纤(PCF)模型,通过将最内层8个空气孔替换为4个椭圆空气孔来增大光纤的结构不对称性;通过改变两纤芯间的空气孔大小、椭圆空气孔的椭圆度以及孔间距来分析光子晶体光纤的双折射度、耦合长度以及色散特性。结果表明,双芯光子晶体光纤的模式双折射度达到10-2量级,耦合长度达0.1367 mm,在1.0~1.6 μm波长范围内具有超平坦色散特性。     

SLED中熔锥形透镜光纤耦合设计

文章提出一种熔锥形透镜光纤的设计方法,与常用的圆锥形保偏单模光纤相比,熔锥形透镜光纤与超辐射发光二极管(SLED)管芯的耦合效率可由原来的45%提高到60%,工作距离由7 μm达到超过15 μm,且前者的耦合容差远远大于后者.对于新设计的熔锥形透镜光纤,文章还给出了偏移和偏心与耦合效率的关系曲线图.     

高非线性光子晶体光纤及其超连续谱研究

文章作者设计并制造了一种纯硅芯高非线性光子晶体光纤,该光纤纤芯直径为1.65 μm,空气微孔直径为4.75 μm,孔中心间距为5.35 μm,零色散波长为1 120 nm,800 nm波长的色散为-88 ps/(nm·km).将能量为5 nJ、重复频率为100 MHz、中心波长为800 nm的30 fs的钛蓝宝石激光脉冲耦合入2 m长的该高非线性光子晶体光纤中,得到了450～1 400 nm宽波段范围内的超连续光谱.     

母线型OFLAN传输线的递进耦合

以母线型光纤LAN传输线的光路耦合分析为基础,导出了传输线的最佳耦合状态——递进耦合。并指出构成这种最佳耦合状态的光路耦合器的耦合系数遵循双曲线分布。这一理论结果对OFLAN传输线的设计和光路耦合器的研制、生产有重要意义。     

高频电子电路中的耦合系数及耦合电容

在高频电路中,有时用到电容耦合回路,其调谐特性和频率特性与耦合系数直接相关.因此,耦合系数的确定与耦合电容的选择是该电路设计中的一个重要问题.在现有高频电路教材中,一般对电容耦合回路耦合系数的确定与耦合电容的选择这一重要问题未作深入讨论.为此,本文归纳总结了电容耦合回路设计中,耦合系数的确定与耦合电容的选择这个重要问题.     

抑制传导耦合方法研究

传导耦合是一种重要的串扰方式,它对导线及电缆的干扰很大。电容性耦合和电感耦合是传导耦合的两种形式,通过对它们构成机理以及原理的分析,提出了抑制它们的几种方法,如对于电容性耦合可以采用减小导线的长度、增大线间距,平衡法,对干扰源和被干扰源进行屏蔽等方式进行抑制干扰;对于电感耦合可以用减小互感,局部形成耦合环,对干扰源进行屏蔽等方式来对干扰进行抑制。     

InGaAs光纤探测器封装及耦合效率影响因素研究

设计了InGaAs探测器芯片与多模石英光纤的耦合结构,测试了芯片耦合前后的性能变化,并分析了影响耦合效率的因素。结果表明,石英光纤与InGaAs探测器芯片可以较好地耦合。在0．9-1．7um波段,当采用与芯片尺径相当的100um光纤进行无透镜直接耦合时,耦合效率可达30％以上;当采用芯径为500岫的光纤耦合时,耦合效率可达55％以上。多模石英光纤出射端的光强呈高斯分布。随着光纤端面与芯片表面的间距偏差的增加,高斯分布曲线的半宽值增大,光束逐渐发散。芯片与光纤的对准偏差对耦合效率的影响很大,其中对横向偏移量的依赖性最强。     

耦合谐振带通滤波器的EDA设计

滤波器是合成频率源中重要的部件,通常用来充分抑制不需要的谐波和杂散,提取出需要的频率分量.随着计算机和EDA技术的迅猛发展,设计滤波器可以使用EDA工具进行仿真,其结果与实际情况非常接近.本文根据滤波器设计的基本原理,借助商用全波电磁场分析软件设计了几种形式的同轴腔体带通滤波器,过程简单,设计周期短,实测结果也比较理想.     

大芯径多模石英光纤端面耦合技术研究

对大芯径多模光纤端面耦合技术进行了研究，实验测量了光纤端面间的横向偏离、轴向偏离及光纤轴夹角对耦合效率的影响，其中光纤端面间的横向偏离对耦合效率影响较大，这些实验结果对大芯径多模光纤端面间的连接或熔接以及提高耦合效率具有一定意义。     

具有电或磁耦合关系谐振电路的谐振频率

采用本征值理论分析与电路仿真两种独立的方法,定量计算了具有电耦合或磁耦合关系谐振电路的谐振频率随耦合电容或耦合系数大小的变化关系,两种耦合电路的谐振频率表现出不同的变化规律。这种耦合谐振电路的分析为实际电路设计过程中利用耦合类型及耦合强度对谐振频率进行调谐开辟了新的途径,扩展了现有教学中无耦合谐振电路的教学内容。     

双芯自聚焦透镜耦合分析

利用光线光学的原理，提出了求解双芯自聚焦透镜耦合损耗的数学模型，利用该模型得出了自聚焦透镜耦合损耗与双芯间距的关系曲线。实际制作的双芯自聚焦透镜耦合系统，两路光纤到光纤的耦合损耗分别为０．７９ｄＢ和０．８５ｄＢ。     

瞬态电磁波对电子设备电缆的电磁耦合分析

瞬态电磁波对电子设备电缆的电磁耦合预测分析,是电子设备的电磁兼容性预测与分析的重要方面。提出了电磁场对电缆的电磁耦合模型,介绍了电磁耦合的数学计算公式,并对3种瞬态电磁脉冲对电缆的电磁耦合进行了预测分析,数值分析结果对有效抑制和减小电磁波对电缆的电磁干扰有一定的参考价值和指导意义。     

超深亚微米集成电路串扰估计及优化

采用RLC模型来估计互连线间的耦合噪声并对模拟结果进行分析,在此基础上,提出了几种不同的算法实现了带串扰约束的集成电路布线结果调整.