保偏光纤的应力双折射与结构优化

简单介绍了保偏光纤的应力双折射,并着重介绍了应用有限元法对"一"字型与熊猫型结构保偏光纤的应力双折射的对比分析.分析结果表明,对"一"字型而言,纤芯区的双折射在一定范围内随应力区的长度及宽度加大而增大;在相同剖面结构参数条件下,"一"字型光纤应力区对双折射的贡献约为熊猫型光纤的1.3倍;无论是何种结构的保偏光纤,缩小应力区与纤芯之间的距离是增大纤芯区双折射更为有效的途径.同时对保偏光纤结构优化的趋势进行了展望.     

“一”字型保偏光纤热应力致双折射分析

采用实验观测与理论模拟相结合的方法对“一”字型保偏光纤进行了研究。对保偏光纤的应力区与芯区的形状进行了观测,获得了它们的实际几何形状。在此基础上运用有限元方法分析了“一”字型保偏光纤内的热应力分布,解释了光纤芯区形变的原因,得到了由于热应力引起的光纤横截面的双折射的分布,并与相同应力区厚度的熊猫型保偏光纤进行了对比。实验结果表明,“一”字型保偏光纤采用熊猫型保偏光纤1/5的应力区面积便能获得较高的应力双折射。同时,通过研究径向压应力与温度变化对“一”字型保偏光纤应力双折射的影响,得到了光纤能稳定工作的压应力与温度环境。     

光致折变Taper光纤耦合器的耦合波分析

研究利用光纤中光致折变效应研制的光纤波导折射率沿轴向渐变的Ｔａｐｅｒ器件的模式耦合特性．在标量场近似下，用本地模表示的方法分析在阶梯折射率分布光纤和平方律折射率光纤的轴向折射率渐变过渡结构中传输的基模向反向散射模和高价模的耦合。对阶梯折射李光纤两种不同折射率Ｔａｒｅｒ结构的数值计算结果表明：在折射率变化相对缓慢情况下，这种折射率Ｔａｐｅｒ耦合器的基模反向散射和向高阶模的耦合都很小；基模能够自适应地调节以适应波导折射率的渐变，具有优良的传输性能．     

一种全新结构的保偏光纤及其器件

本文在论述当代国外几种保偏光纤类型的基础上，着重讨论了我们自行发明的一种全新结构“类矩型”保偏光纤的特点，并介绍用“类矩型”保偏光纤研制的一系列保偏光纤器件的情况。     

保偏光纤应力元成分分布的电子探针分析及双折射的模拟计算

利用电子探针波谱仪(WDS)对保偏光纤的横截面进行了成分分析,得到了径向掺杂元素的分布以及应力区和芯区的实际几何形状.实验分析表明保偏光纤截面应力掺杂区成分分布比较明显,从背散射像可以看出,中心白色区域为光纤的Ge掺杂的芯部,两侧黑色区域为B掺杂的应力区.扫描电镜能谱分析得到光纤截面能谱图,从而得到光纤内的杂质种类,这也是和工艺过程中所掺杂的元素相对应的.同时,在测得的应力元形状的基础上,利用微元算法模拟计算双折射与应力元形状及掺杂元素浓度的关系,为新型应力元结构光纤的设计提供依据.