各种光纤的有效面积与模场直径之间的关系

采用波长可调谐激光光源远场扫描（FFS）法，利用高度精确的模场直径（MFD）／有效面积（Aeff）测试系统，对各种光纤的Aeff与MFD之间的关系进行了研究。结果发现，大有效面积色散位移光纤（LEDSF）的MFD和Aeff对波长的依赖性比普通单模光纤（SMF）、截止位移光纤（CSF）、色散位移光纤（DSF）和零色散位移光纤（NZDSF）大。给出了详细测量结果及测试曲线图。     

多模光纤束斑纹场及其应用

本文研究了Ｈｅ－Ｎｅ激光照明多模光纤束产生的斑纹场特性，讨论了不同芯径光纤组成的多模光纤束产生的斑纹场之间的差别，并与毛玻璃斑纹场进行了比较，表明多模光纤束辐射的斑纹场可用于光学测量和信息处理。     

大模场光纤研究的新进展

为克服光纤非线性效应和光纤损伤等对光纤激光功率增长的限制,高功率增益光纤通常采用大模场光纤结构.总结了目前大模场光纤实现的3条主要技术途径:光纤结构设计、模式选择控制和模式转换,说明各种技术途径的基本思想及主要光纤的特点,在此基础上,指出:这些方法真正应用到实际还面临着模场畸变、高阶模抑制、光纤激光系统综合分析以及光纤...     

远场扫描和可变孔径定义模场直径与Petermann定义一致

ＩＵＴ－Ｔ在Ｇ．６５０建议中，模场直径定义是严格基于远场扫描测量给出的，然而实际上它与现今普遍采用的Ｐｅｔｅｒｍａｎｎ定义是完全一致的，本文从理论上推证远场扫描，可变孔径法定义的模块直径与Ｐｅｔｒｍａｎｎ定义的模场直径一致。     

模场直径对单模光纤接续损耗的影响

模场直径描述了单模光纤所传输的光能在光纤中的分布情况,对于单模光纤耦合和接续是一个很重要的参数。光纤中光能分布情况可用高斯公式描述。在这种情况下,我们可算出两根待接光纤的模场直径不同所引起的接续损耗。通过试验数据的分析,可以看出试验结果和理论计算较为接近。本文仅涉及模场直径对单模光纤接续损耗的影响。     

梳状大模场光纤结构的优化设计

通过在周期性梳状折射率结构的最外层增加一个高折射率平台的方法,对梳状折射率分布大模场光纤的波导结构进行了优化,使其在模场面积、模场分布及抗弯曲性能方面都有明显提升。模拟研究结果表明,与已有单一梳状折射率分布的光纤相比,优化后的大模场光纤的模场面积提高了700 m2以上,且在相同弯曲半径下,基模弯曲损耗由6 dB/m降低为0.1 dB/m。此外,通过对最外层高折射率平台的参数进行调制可实现不同的模场分布,包括高斯分布、平坦化分布和环状分布,满足特殊激光加工工业的应用需求。     

单模光纤模场直径标准研究

单模光纤的模场直径测量是二十多年前大家就非常关注的技术课题.国内外技术人员对此做了大量的研究,发表了很多相关的文章.各大标准化组织都有相关的标准.现行有效的国际国内标准规定的模场直径的测量方法大多是直接或者间接的基于Petermann Ⅱ定义.IEC在2001年发布了IEC 60793-1-45:2001标准,随后2002年发布了一个勘误.自1993年起,ITU-T共发布了3个版本的模场直径测量标准,目前最新有效版本是第3版ITU-T G.650.1(2010)(2010.7.29批准).国标最新有效版本是GB/T15972.45-2008.作者在对这些标准进行深入的研究后发现IEC、ITU-T和国标对同一个测试方法的计算公式有多处不一致.文章就这些问题从模场直径的定义出发进行了理论推导,从量纲角度进行验证,并对广泛使用的测试仪表的内部计算方法进行了调研.最终认为ITU-T和IEC关于模场直径的现行标准中均有多处计算公式错误,并建议相关国际组织的相关标准尽快进行讨论修改.     

大模场掺铥光纤增益特性研究

为了进一步提升光纤激光器的输出功率,采用大模场面积掺铥光纤来抑制非线性效应,利用非均匀布喇格掺铥光纤结构,通过优化参量,在满足单模传输条件下获得模场面积为719μm2的大模场面积光纤。基于此光纤建立了793nm波长抽运下大模场掺铥光纤放大器理论模型。由于大模场面积光纤能降低光功率密度,抑制Stokes光功率,因此该种光纤放大器在高抽运功率下相比普通单模光纤放大器能够得到更大的输出功率。结果表明,当抽运光功率为100W时,所设计大模场面积光纤与普通单模光纤相比,转换效率提高5%,达到40%,输出功率达到41.01W。以上研究对于实际掺铥光纤放大器的设计有重要应用价值。     

多模光纤束斑纹场的某些特性

本文研究多模光纤束斑纹场经透镜后的光场特性以及两种有应用价值的斑纹场实验。     

光纤模场直径精密测试系统

介绍一种由国产仪表组成的单模光纤模场直径测试系统。采采用ＩＴＵ－Ｔ标准规定的基准测试方法－－－远场扫描法，实现了微机控制自动测试。实现结果表明，该系统测试精度优于３％，满足精度高、投资省的要求，适合光纤通信领域使用。     

基于热扩芯光纤的光纤准直器特性研究

为了提高光纤和光器件之间的耦合效率,设计了由热扩芯光纤和自聚焦透镜构成的新型热扩芯光纤准直器。理论上分析了热扩芯光纤准直器的基本结构参数与光学特性的关系以及由3种失配导致的耦合插入损耗。研究发现,热扩芯光纤准直器的耦合特性与自聚焦透镜的参数有关,热扩芯光纤准直器在轴向间距和角度偏差上的耦合失配容限明显优于普通光纤准直器,横向位移损耗则高于普通光纤准直器。采用模场半径为15.4μm的热扩芯光纤与自聚焦常数为0.295mm-1的自聚焦透镜制备了热扩芯光纤准直器,并对热扩芯光纤准直器因3种失配导致的耦合插入损耗进行了理论和实验比较,结果表明实验数据与理论吻合较好,说明所设计的热扩芯光纤准直器可用于长距离光耦合和旋转连接器件。     

大截面空心扩径导线的安装及质量验收

大截面空心扩径导线由于外径的扩大,使其在运行中具有减少导线表面电场强度、减小无线电干扰、载流量大且节能环保等众多优点,是超高压和特高压输电线路工程的重点产品。但空心扩径导线的特殊结构,也使其安装有别于普通的钢芯铝绞线的安装。为此,对大截面空心扩径导线的安装过程以及安装质量验收规范进行了详细介绍。     

基于FPGA IP核的扫描式激光测径方法

快速、精确地测量对激光测径技术具有重要意义,考虑到传统单片机检测速度慢、时耗开发大等问题,文中提出了一种基于FPGA IP核技术的扫描式激光测径系统的设计方案及实现方法。同时在Quartus II集成环境中进行了系统的综合、布局布线及时序仿真。仿真结果验证构建有IP核的激光测径系统,运算速度快,测量数据精确、且便于升级。     

任意芯双包层单模光纤模场直径的理论与实验研究

本文介绍通过计算机对任意芯双包层单模光纤的模场直径的研究,该方法具有适用范围广、精度高、速度快的特点。计算结果与实际测量对比,证明该方法有较好的实用价值。     

八边形空芯微结构光纤的制备和特性分析

基于反共振反射光波导中的抑制耦合理论,本文设计和制备出一种单空气包层大纤芯的八边形空芯微结构光纤,光纤直径为170 μm,纤芯直径为44 μm,纤芯壁厚为1.2 μm。实验测试结果表明该光纤对于波长为750 nm的光具有良好的导光特性。该空芯光纤结构简单,容易制备,并可设计成大纤芯适用于光泵碱金属蒸气激光、液体填充传感、高功率近红外光能量传输及气体激光器等领域,为探索简易新型空芯微结构光纤打下前期实验基础。     

模场直径检测中A类不确定度分量的实验评定

分析了以ＰＫ２５００光纤测量系统为基础的单模光纤模场直径（ＭＦＤ）检测的不确 定度,用实验方法评定了Ａ类标准不确定度的五个主要分量,并进行了实验验证。结果表明：该装置 的模场直径扩展不确定度（ｋ＝２）＜０．１３μｍ,测量重复性＜０．０２５μｍ;测量稳定性＜０．０１５ μｍ 。     

手性耦合纤芯光纤简介及研究进展

手性耦合纤芯(CCC)光纤作为一种新型光纤,具有单模传输稳定、熔接损耗低和便于紧凑盘绕等优点,为下一代高峰值功率和高能量的光纤激光器系统的发展提供了新的途径,逐渐引起国内外研究人员的关注。介绍了CCC光纤的结构、国内外最新研究进展和应用前景,同时简单阐述了该新型光纤的模式耦合相关原理。     

空芯光子晶体光纤纤芯中的功率分数及其带隙特性

增大光场与气体的作用范围是提高光子晶体光纤(PCF)气体传感灵敏度的主要途径之一。首先,利用多极方法模拟了空芯光子晶体光纤中的功率分数随波长的变化关系,研究发现带隙型光子晶体光纤纤芯中光功率分数随波长变化是不连续的,其最大值可达90%,最小值不到5%。纤芯中光功率分数随波长的分布还与光子晶体光纤包层的空气填充率有关。其次,通过平面波展开方法计算了相应光子晶体光纤周期性包层所导致的光子带隙,研究发现纤芯中的功率分数与光子晶体光纤周期性包层光子带隙的特征有着密切的联系。只要被检测气体的特征波段落入空芯光子晶体光纤的光子带隙中,纤芯中的光功率分数就会远大于实芯光子晶体光纤倏逝波吸收传感时气孔中的功率分数。     

指印光学显现系统液芯光纤光束传输特性研究

光学显现提取技术是无损检测潜在指印的重要技术手段,而照明激发光源的可用光功率及光斑光强分布的均匀性对指印的光学显现效果及检测率具有重要的影响。采用紫外传输液芯光纤作为指印光学显现系统照明激发光源的导光传输元件,实验测量了液芯光纤在紫外光波段的传输特性,得到了266nm激光光束在液芯光纤中的传输效率及其随光纤弯曲半径的变化关系。实现了光纤传输出射光束的均匀光强分布,可满足指印显现提取所需的高功率、均匀照明激发条件。研究结果为液芯光纤应用于指印光学显现系统照明激发光源的导光传输提供了实验依据,具有实际应用价值。     

液晶光子晶体光纤电场传感的模式特性

光子晶体光纤(PCF)的导光特性可通过改变空气孔的结构参数(孔径、间距和排列方式)、材料填充等方法进行调节。由于自身具有电可调性,液晶作为PCF的填充材料具有很大的研究价值,可以用于制作电可调PCF。利用有限元法分析了液晶(E7)填充的光子晶体光纤的基模有效折射率、有效模场面积等参量随占空比、外电场的变化关系,得到了不同占空比下基模的截止电压和一定电压下基模的截止波长。结果表明光子晶体光纤的电压可调范围随占空比增大而增大;占空比一定时,电压越大,波长可调范围越小。这种液晶填充的光子晶体光纤可以应用于电场传感等领域。