有中心缺陷孔的矩形点阵PCF双折射特性研究

采用全矢量有限元法研究了具有中心椭圆缺陷孔的矩形点阵PCF(光子晶体光纤)的双折射特性。结果发现,该新型PCF的双折射特性对波长和光纤的结构参数具有较强的依赖关系,与无中心椭圆缺陷孔的矩形点阵PCF相比,在中心缺陷孔参数bc/Λ=0.075、中心空气孔椭圆率η=2.2、包层结构参数Λ=2.0μm和d/Λ=0.48时,该新型PCF具有更高的双折射。     

基于重叠光栅的双波长掺铒光子晶体光纤激光器

提出了一种基于光纤重叠光栅的双波长光子晶体光纤激光器。激光器采用线形腔结构,掺铒光子晶体光纤为激光器的增益介质,反射率均高于99%的光纤重叠光栅用作激光器的波长选择器件。基于增益均衡技术,抑制谐振腔内的模式竞争,在室温下获得了稳定的双波长激光同时输出。实验结果表明:其3 dB线宽小于0.02 nm,30 dB线宽小于0.25 nm,SMSR为54.34 dB,双波长激光的中心波长间隔为0.932 nm。该双波长激光器输出的双波长激光具有较好的稳定性。     

大纤芯红外带隙型光子晶体光纤研究

针对一般红外光纤存在材料损耗高、制备工艺复杂、传输性能和输出光束质量差等问题,提出了一种适合CO2(二氧化碳)激光传输的新型大纤芯红外PBG-PCF(光子带隙型光子晶体光纤),该光纤由三角形结构光子晶体在中心抽掉19根毛细管空气孔形成大纤芯。利用PWM(平面波展开法)分析得到了传输波长为10.6μm的CO2激光的光纤带隙图;再利用基于全矢量有限元法的仿真软件COMSOL Multiphysics分析其损耗特性。结果表明,这种结构的PBG-PCF与现有的红外光纤相比,传输10.6μm CO2激光时的损耗更小,约为0.08dB/km,可满足医用传输大功率CO2激光的需要。     

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.     

双包层光子晶体光纤激光器研究进展

光子晶体光纤(PCF)具有许多传统光纤难以实现的诸多优良特性,以光子晶体光纤为增益介质的高功率光纤激光器受到了普遍关注.介绍了光子晶体光纤及由其构成的光子晶体激光器的原理,重点介绍了双包层光子晶体光纤激光器国内外的最新研究进展.     

光子晶体光纤弯曲损耗特性研究

光子晶体光纤是一种新型光纤,由于它的性能优良,成为研究领域的热点。本文先对光子晶体光纤进行了介绍,分析了光子晶体光纤弯曲耗损理论,最后对光子带隙型晶体光纤的弯曲耗损进行了测试研究。结果表明光子带隙型晶体光纤抗弯曲耗损比传统的单模光子晶体光纤能力强。     

光子晶体光纤及其激光器

光子晶体光纤(PCF)与普通光纤相比有着优秀的单模特性、色散特性和非线性特性。简述了光子晶体光纤的基本结构及其优点,并分析了利用光子晶体光纤制作光子晶体光纤激光器及大功率光纤激光器方面的研究进展。     

一种用于静态液体压力测量的边孔型PCF

提出了一种新型的边孔型HB-PCF(高双折射光子晶体光纤),数值结果表明它在自由空间波长λ=1.55μm处的相位模式双折射达到了2.916×10-3,静态液体压力的相位模式双折射灵敏度高达-2.444×10-5 MPa-1,能够测量的静态液体压力最大值为119.3MPa.此外,这种边孔型HB-PCF具有极低的温度灵敏度...     

光子晶体光纤色散特性的数值分析

光子晶体光纤日益成为目前研究的热点,但一般只局限于理论上的定性分析,没有进行准确的定量计算.应用平面波法和整胞方法对二维光子晶体光纤进行了全数值模拟,计算了有效折射率、V参数以及波导色散特性.研究了上述参数与光子晶体光纤的结构参量孔距a,相对孔径f等于D/a的关系.显示出光子晶体光纤的无限单模性质和可控色散特性.     

Low loss fusion splicing polarization-maintaining photonic crystal fiber and conventional polarization-maintaining fiber

An efficient and simple method of fusion splicing of a Polarization-Maintaining Photonic Crystal Fiber (PM-PCF) and a conventional Polarization-Maintaining Fiber (PMF) with a low loss of 0.65 dB in experiment is reported. The minimum bending diameter of the joint can reach 2 cm. Theoretical calculation of the splicing loss based on mode field diameters (MFDs) mismatch of the two kinds of fibers is given. All parameters affected the splicing loss were studied.     

Design of large-core single-mode Yb3+-doped photonic crystal fiber

The effective index of the cladding fundamental space-filling mode in photonic crystal fiber (PCF) is simulated by the effective index method. The variation of the effective index with the structure parameters of the fiber is achieved. For the first time, the relations of the V parameter of Yb3+-doped PCF with the refractive index of core and the structure parameters of the fiber are provided. the single-mode characteristics of large-core Yb3+-doped photonic crystal fibers with 7 and 19 missing air holes in the core are analyzed. The large-core single-mode Yb3+-doped photonic crystal fibers with core diameters of 50 μm, 100 μm and 150 μm are designed. The results provide theory instruction for the design and fabrication of fiber.     

PBG structures of novel two-dimensional annular photonic crystals with triangular lattice

The photonic band gap (PBG) structures of four types of annular photonic crystals (PCs) with inner-scatter of rectangular, square, hexagonal and circle shapes are respectively calculated by the plane wave expansion method. The optimal samples with the largest gap-midgap ratio for each structure are obtained by scanning the four parameters: filling ratio f, dielectric constant ɛ₁, rotating angle θ of inner-scatters and outside radius R of the air ring. The results show that the band gap can be further maximized by adjusting the structural parameters, and a wide PBG with the gap-midgap ratio of 20.4% is gained in the annular photonic crystal with rectangular inner-scatters.     

宽带色散平坦光子晶体光纤的优化设计与特性分析

设计了一种第一层为椭圆空气孔缺陷的宽带色散平坦光子晶体光纤,借助全矢量有限元法对这种结构的光子晶体光纤的色散特性、模场面积、双折射和限制损耗特性进行了数值模拟.结果表明改进的光子晶体光纤的色散曲线可以在很宽的波长范围内保持色散平坦并具有较低的色散值,其模场面积较未改进光子晶体光纤的模场面积要大,光纤的限制损耗变小且双折射也相当小.主要分析了这种光纤的结构参数的优化后,光纤的色散特性、有效模面积、双折射以及限制损耗特性的变化规律,最终设计了在1 200～1 800 nm波长范围内超平坦色散的光子晶体光纤.     

Optimized butt coupling between single mode fiber and hollow-core photonic crystal fiber

In this paper, the optimum gap for maximum light coupling between Single Mode Fiber (SMF) & Hollow Core Photonic Crystal Fiber (HC-PCF) is theoretically computed and experimentally demonstrated. The Gaussian beam profile emanating from transmitting fiber undergoes Fresnel diffraction in the air up to some distance till its diffracted Mode Field Diameter (MFD) matches with the core diameter of receiving fiber. Theoretically computed such distance provides an optimum gap for maximum light coupling between these two fibers. The optimum gap is numerically computed as 7.618 μm and 12.598 μm for SMF to HC-PCF and HC-PCF to SMF light transmission configurations respectively and is verified experimentally. This optimized gap is useful for HC-PCF based devices to be joined to SMF as a transmission medium.     

基于光子晶体光纤的偏振模色散的动态补偿

与普通保偏光纤相比,保偏光子晶体光纤(PM-PCF)具有高双折射、低温度偏振系数等优点.文章介绍了将PM-PCF作为偏振模色散(PMD)的补偿元件用于PMD的动态补偿实验,并通过对结果的分析,验证了该补偿系统的性能.     

0.35 THz二维光子晶体带通滤波器设计

设计了一种基于二维光子晶体的太赫兹带通滤波器,通过在线缺陷的光子晶体波导两侧引入对称的点缺陷形成谐振腔,在太赫兹频段实现了较好的带通滤波特性。这种二维光子晶体带通滤波器具备较宽的通带带宽,同时还可以通过增加多组对称点缺陷的方式实现多个谐振腔的级联,进一步提高带外抑制特性,可满足太赫兹通信或雷达系统的应用需求,具有良好的应用价值。     

光子带隙型光子晶体光纤的研究

实验证明,空心的空气-石英光子晶体光纤的纤芯可以局域光,并在理论的基础上,得到光子带隙存在的条件,特定的波带受到限制并沿光纤传导;与每一个波带相对应的光子晶体包层中出现一个完全的二维光子带隙,随着空气填充率的增加,光子带隙的相对大小也会随之变大,而且当减小空气孔尺寸时,光子带隙将被抑制。采用透射谱法在红外波段对带隙型光子晶体光纤进行测量,通过比较光纤的透过谱与光源的光谱,确定是否存在光子带隙。     

新型太赫兹光子晶体OAM光纤设计

太赫兹通信兼具微波通信和光波通信的优势,是解决通信容量紧缺难题的最有效技术手段之一。针对太赫兹波段吸收损耗严重及抗外在扰动差,难以支持长距传输问题,设计了一种基于环形光子晶体光纤(PCF)结构的新型太赫兹光纤。以现有常见材料作为光纤基底材质,通过创新光纤结构中空气孔排布方式,抵消材料高吸收损耗,以支持高性能轨道角动量(OAM)模式传输。选择最优参数,实现6个OAM模式群的高模式质量、低限制损耗和宽带宽的稳定传输。在0.2~0.9 THz宽波段内,实现模式纯度超过88.9%,限制损耗小于10^-7 dB/m。通过软件仿真实验设计,解决了太赫兹与OAM技术相结合的关键问题,为模分复用(MDM)技术在太赫兹通信系统的应用奠定了理论研究基础。     

Optical true time delay unit with wide range and high resolution for phased array beamforming

Photonic Network Communications - An optical true time delay (OTTD) unit based on uniform fiber Bragg gratings, photonic crystal fiber and wavelength converter array is proposed for the phased...     

光子晶体及其在现代电子技术中的应用

光子晶体(photonic crystal)是20世纪80年代末提出的新概念。光子晶体的发现,提供了一种全新的控制光子传播的机制,被广泛地应用在光通信中,使得光学、光电子学和信息技术发生了革命性变化。简单介绍了光子晶体的基本概念和主要特点,并结合他的特点,详细阐述了光子晶体光纤的主要原理和显著优势,并概述了光子晶体的其他用途。