有限包层单模、单极化光纤的特性分析

本文推导了有限包层的单模、单极化光纤(SMSP)中基本模的场解析表示式。并分析了该光纤泄漏模的泄漏损耗特性。     

单模、单极化光纤的极化特性

本文从单模、单极化(SMSP)光纤的功率耦合方程出发,考虑随机极化耦合的影响,对单模、单极化光纤的极化保持特性进行了分析。结果表明,SMSP 光纤中两极化模的消光比随传播距离的增加趋于一个稳定值,并与单模、单极化光纤中泄漏模的泄漏损耗以及决定导模与泄漏模耦合系数的光纤参量有密切关系。     

基于新型层状微结构光纤的模式截止特性分析

采用矢量有限元法分析和设计了一种新型的层状微结构光子晶体光纤.通过数值模拟纤芯基模的有效折射率neff和包层空间填充基模有效折射率ncld,获得这种微结构光纤的模式截止特性.与传统光子晶体光纤相比,这种微结构光纤单模和多模的边界条件在获得无截止单模传输前提下,具有更大的空气孔尺寸和非线性效应,有更高的灵活性,可以保持更短的单模截止波长,获得较高的非线性系数.     

单模、单极化光纤中的极化耦合

本文研究了用各向异性材料制成的单模、单极化光纤中导模与 leaky 模的耦合。并从基本的波动方程推导出耦合模方程。     

长周期光纤光栅应变特性的理论与实验研究

对长周期光纤光栅传输谱谐振波长的应变特性用耦合模理论进行研究,推导出谐振波长应变灵敏度的解析表达式。详细分析了影响谐振波长应变灵敏度的各种因素,并进行数值模拟,结果表明,可以通过选择具有合适纤芯与包层弹光系数匹配的特种光纤,从而制作出谐振波长对应变敏感或者不敏感的长周期光纤光栅。用高频CO2激光脉冲(20 kHz)结合三束对称写入技术在普通通信单模光纤中制作出长周期光纤光栅,并进行应变特性测试,测试结果表明,谐振波长和峰值损耗均具有线性响应的应变特性,灵敏度分别约为-0.66 nm/mε和0.69 dB/mε。基于传输谱线性响应的应变特性,长周期光纤光栅可用来制作光纤光栅应变传感器,由于峰值损耗对温度不敏感,因此在高温应变传感领域能发挥重要的应用价值。     

单模复合光导纤维材料的理论研究

本文根据光声光纤水听器要求在海水中长期浸泡的实际情况出发,提出了必须采用带有憎水性的包层所构成的复合光导纤维,利用马克思威尔的理论,在理论上推导出由石英作纤芯,用聚四氟乙烯作包层所构成复合光纤的单模条件,并计算出为保证单模传输这种复合光纤应具有的材料和结构参数,它们为实现光纤水听器的制备提供了理论依据。     

光纤弯曲损耗对信号传输的影响与分析

光纤传输质量受光纤损耗的影响,分析与测试光纤的损耗对实际应用有参考价值.由于光纤弯曲改变了传导模的形式,使光信号在弯曲部分产生了辐射损耗,信号传输距离和接收灵敏度将受到不同程度的影响.系统对单模光纤弯曲损耗随弯曲半径(1～9 mm)进行90°和180°的弯曲实验,结果显示,光纤弯曲损耗随弯曲半径的增加呈下降趋势,光纤弯曲对不同波长的光损耗不同,且出现弯曲损耗的振荡,并进行了数值仿真和实验数据的比较.     

左手材料包层渐变光纤TE模的功率限制因子

采用矢量场分析法,推导出左手材料包层抛物型渐变光纤TE模的传输功率和功率限制因子,绘制出几种TE模式下功率限制因子随归一化频率变化的曲线。分析得出结论:在频率较低时,TE模式的功率限制因子随归一化频率的变化出现了一定的波动,波动最低点的功率限制因子值随纤芯-包层磁导率比|η|的增大而减小,而随TE模式序号的增大而增大;对于一定的模式,|η|较小时,功率限制因子在频率较低时有明显的波动,说明在低频时选用|η|较小的光纤有利于减少光纤对接时的耦合损耗等。     

光纤激光器中的波导损耗

本文分析了两种由于波导本身引起的光纤激光器的损耗。一种是由波导边界的畸变所导致的导模耦合至辐射模的损耗;另一种是由于光纤导模中一部分功率在包层中传播,它将引起一等效的损耗。     

应力型大模面积光子晶体光纤的纤芯设计

通过施加完美匹配层,利用有限元法,研究热应力诱导的单偏振大模面积光子晶体光纤的偏振特性,计算纤芯参数对场能量分布系数和偏振损耗比的影响.结果表明,随着纤芯折射率提高,两正交偏振模的损耗比下降,当纤芯直径减小时,场能量分布系数降低.     

THz光子晶体光纤的模式及色散特性分析

利用等效折射率法得到了光子晶体光纤的特征方程,该文讨论了光子晶体光纤在THz频段的模式分布及色散特性。结果发现:光纤包层空气孔间距固定,减小空气孔半径,包层等效折射率增大,高次模截止频率增大,色散最大值减小,零色散及最大色散对应的频率增大;包层空气填充率固定,增大空气孔半径,包层折射率增大,高次模截止频率增大,色散最大值增大,零色散及最大色散对应的频率减小。通过适当调节包层空气孔间距和空气孔大小,可在很宽的频带内实现单模、零色散THz波传输。     

Ti:LiNbO_3单模沟道波导分析

本文以标量变分原理为基础,提出一个新的模型,直接从可控制的扩散参数及基本常数出发,计算单模 Ti:LiNbO_3波导的模斑尺寸及传播常数。该模型可用于Ti:LiNbO_3波导器件设计及耦合连接的分析之中。     

Measurement of Optical Fiber Geometry Parameters with Bessel Function Fitting Method

贝塞尔函数拟合法测量光纤几何参数

李一鸣¹, 项华中¹, 涂建坤², 郑刚^1,*,陈明惠¹, 江斌²

(1 上海介入医疗器械工程研究中心, 教育部重点应用光学实验室, 上海理工大学, 上海200093; 2 上海电缆研究所,上海200093)

中文说明：

光纤的几何参数是衡量光纤质量的重要参数。国标GB15972.20-2008中推荐的光纤几何参数测量方法为近场光分布法。为区分纤芯和包层的边界,需要对光纤进行通光照明。纤芯端面是在图像中显示为一个边缘不清晰的亮斑,无法准确判断纤芯和包层的真实边缘。本文提出一种用贝塞尔函数拟合法测量光纤几何参数的方法。从理论上讲,模场电磁矢量的解满足贝塞尔函数,通过贝塞尔函数拟合可以精确地提取纤芯与包层之间的边界。利用椭圆曲线拟合出光纤的边缘,并计算出光纤几何参数。结果表明,在正常和非正常条件下,光纤直径的平均偏差和重复测量误差均有所减小。该方法是获取光纤边缘数据,提高光纤几何参数精度和稳定性的有效方法。

关键词：光纤几何参数;贝塞尔函数;边缘提取

     

单模光纤受外机械力微扰的矩阵分析方法

本文提出了一种研究圆单模光纤受外机械力微扰时光纤偏振特性变化的矩阵分析方法,并对短段圆单模光纤在受单一方向侧压下偏振特性的变化进行了实验研究。研究结果表明,理论分析与实验结果相吻合。     

光子晶体光纤光栅谐振波长的特性研究

应用多极法理论和传输矩阵法,对基于包层空气孔为正六边形对称结构的光子晶体光纤的布喇格光栅特性进行了计算和仿真。对比研究了常规单模光纤所成光栅与相同光栅周期的光子晶体光纤布喇格光栅反射谱之间的差异,重点研究了光子晶体光纤的结构参数变化（间隙孔半径、层数）与光子晶体光纤光栅的谐振峰变化规律。当光子晶体光纤的间隙孔半径增大时,光子晶体光纤光栅的谐振波长出现蓝移;当光子晶体光纤的间隙孔径不变而层数增加时,光子晶体光纤光栅的谐振波长出现红移。     

光子晶体光纤液体传感器过渡区光场传输特性

采用有限元方法，通过数值模拟来研究用于液体光纤传感器的全反射型光子晶体光纤中的光传输特性．针对灌输液体后，光子晶体光纤过渡区呈现的双层环形结构进行分析，在所提出理论计算模型的基础上，给出了不同结构下的模场分布，讨论各参量对模场面积和能量分布的影响．研究结果表明，灌输液体后，光场要经历一个扩散后再集中的过程；在浸润凹液面处，模场面积和能量分布是随着凹面处内环半径的递增而逐渐集中的，而非浸润凸液面处模场面积则集中的更快；光纤中的光传输特性也受灌输液体的性质影响．这些都为光子晶体光纤液体传感器的设计提供了理论参考依据．     

国产化大模场掺镱光子晶体光纤的设计与制备

理论分析了空气孔尺寸与晶格常数对光子晶体光纤(PCF)单模特性的影响,设计了大模场双包层PCF的波导结构。采用自主知识产权的专利技术,制备出高数值孔径大模场掺Yb双包层PCF,其内包层数值孔径为0.65,纤芯数值孔径为0.06,有效模场面积为1 465.7μm2。     

单模单极化光纤的耦合功率方程

本文从单模单极化(SMSP)光纤中导模与泄漏模的幅度耦合方程出发,推导出耦合功率方程。结果表明功率耦合系数除与两模的传播常数差有关外,还与二者的传输损耗差有关。