熔融拉锥过程中熔锥形状特性的研究

为了便于精确控制熔锥光纤的形状,基于理论与实验研究,首先建立了熔融拉锥过程中熔锥光纤的成形模型,分析了熔锥形成的基本原理,并分别对加热区域不变及线性变化两种情况下熔锥形状进行理论分析,确定了加热区域长度、拉锥距离与熔锥过渡区形状、锥腰长度及半径的关系,最后给出了一系列熔锥光纤的理论形状和实验得到的实际形状。实验结果表明,熔锥的实际测量值与理论值十分接近,相对误差<3.89%。     

制造熔融拉锥分支器件的工作台

介绍了已经被广泛应用的基于熔融拉锥分支（FBT）技术的光纤耦合器的制造设备，并从耦合器制造和新品开发的角度，提出了对工作台的结构和性能的要求。     

熔融拉锥技术在光纤耦合传输中的应用

为了实现光纤激光器和放大器系统中不同参量光纤的低损耦合,采用光纤拉锥方法来实现光纤连接。经过理论分析,在大数值孔径光纤传输到小数值孔径光纤时,采用光纤拉锥技术可以有效地提高传输功率。采用改造的大模光纤熔接机进行拉锥实验研究,精确控制拉锥时间、放电功率、步进量和步进速率可以获得不同的拉锥形状。采用光纤拉锥元件对标准单模光纤和大模场光纤进行耦合实验,得到纤芯内传输的耦合输出效率由之前的50%提高到85%,获得了低损连接效果。结果表明,熔融拉锥技术为不同光纤之间的耦合提供了一种简单实用的方式。     

二氧化碳激光熔融拉锥系统

为了更精确地控制光纤熔融拉锥过程,利用二氧化碳激光器和自主设计改造的时间控制模块、光纤牵引模块搭建了二氧化碳激光熔融拉锥系统。在该系统中,设计时间控制模块对二氧化碳激光器的出光时间进行严格控制,找到单脉冲和多脉冲模式下的最佳功率参数和最佳时间参数,找到最佳热熔效果参数。搭建的二氧化碳激光熔融拉锥系统操作简单,可以提高熔锥型器件的精度。     

计算机控制的CO2激光熔融拉锥系统

针对现有熔融拉锥法(FBT)的缺陷,提出了一种CO2激光熔融拉锥系统。系统主要由CO2激光器、振镜和自动平移台三部分组成,通过计算机对其进行联合控制。试验结果表明利用该系统可精确控制熔锥光纤的形状,从而提高熔锥型器件的精度。     

基于熔融拉锥过耦合器的光纤光栅解调系统

提出了一种基于光纤熔融拉锥过耦合器进行解调的方法,实验制作了一个特殊的熔融拉锥过耦合器,对其输出的两路光功率进行了测试,并论证了用该耦合器进行解调的原理.利用该过耦合器组成的检测系统对光纤光栅传感器进行解调,得到了较好的响应.该解调方法成本低,结构简单,解调范围大,线性范围可达10 nm以上.     

利用普通熔融拉锥机实现光子晶体光纤拉锥

光子晶体光纤的拉锥是实现光子晶体光纤潜在应用价值的重要技术手段。通过优化普通光纤拉锥机的参数,利用"快速低温"拉锥法有效控制了光子晶体光纤空气孔的相对塌缩。实验中实现了两种不同光子晶体光纤的拉锥,光纤外径分别从原来的125μm拉锥到50μm和30μm,光纤的孔直径和孔间距之比基本保持不变,拉锥损耗小于0.4 dB。基于普通熔融拉锥机的光子晶体光纤低损耗拉锥为光纤器件的制作奠定了基础。     

熔融拉锥型光纤耦合器损耗的实验研究

结合2×2熔锥型光纤耦合器的制作,实验研究了拉锥速度、耦合长度、火焰位置3个关键制作参数对耦合器的插入损耗和附加损耗影响。当拉锥速度控制在150μm/s时,耦合器的插入损耗和附加损耗可以控制在较低水平;在拉锥长度较短的区间内,插入损耗与拉锥长度基本成线性关系;制作低损耗耦合器,火焰存在最佳高度为5.75 mm。     

移动温区光纤熔融拉锥锥区形貌研究

光纤拉锥是光纤器件制作中的一项重要技术,为了研究快速往复移动温区熔融拉锥系统中锥区形貌与各拉锥参数的关系,基于体积不变原理,建立了往复运动温区熔融拉锥系统在满足温区运动速度大于光纤拉伸速度条件下的理论模型,详细描绘锥区形貌形成过程,推导出锥区直径、锥区平坦区长度与温区运动次数、温区运动速度、光纤拉伸速度、温区往复运动距离以及温区宽度与光纤初始直径之间的定量关系,并进行验证,实验结果与理论分析一致。     

聚合物光纤热预拉锥工艺实验研究

文中研究了重力垂直熔融拉锥法中不同温度、不同拉伸力工艺条件对聚合物光纤热预 拉锥特性的影响。实验表明:加热区中心温度为214℃附近和拉伸力为1. 40g左右时, PMMA聚合物光纤拉伸过程容易控制,并且具有良好的光学质量。     

熔融光纤拉锥动态形状函数的理论与实验研究

导出了熔融光纤拉伸锥体动态形状曲线的数理方程,结合初始边界及体积守恒条件获得方程显解.这种解析解对于任意参数的灯头、能方便、精确和完整描述熔融光纤在不同拉锥过程中锥体动态形状的变化,从而能精确描述各种熔融光纤器件拉伸时的动态耦合过程,理论分析与实验结果非常吻合.研究结果表明,只要测出初始熔融区长度,获得的理论解就能预知任意拉伸长度下的拉锥锥形曲线.     

基于熔融拉锥技术的全光纤粗波分复用器

介绍了使用熔融拉锥技术(FBT)制作粗波分复用器(CWDM)中无源器件的过程,并且测试了制作的粗波分复用器无源器件的性能参数。同时我们比较了用熔融拉锥技术制作的粗波分复用器无源器件和用薄膜技术制作的粗波分复用器以及密集波分复用器的无源器件的性能。     

光纤熔融拉锥中电弧加热的分析与实验

加热温度是光纤熔融拉锥制造中的关键因素,直接影响器件的性能。为了提高加热区域温度的稳定性和可控性,设计了高压电弧加热装置,并对电弧加热、弧区温度和光纤预热进行了分析。设计了高频高压电源和电极。电源的电流和频率独立可调,采用电压闭环和电流控制确保引弧成功和提高电弧放电电流的稳定性,并分析了其放电过程。建立了弧区温度测量实验平台,采用红外热像仪测量加热中陶瓷棒的温度,得到了弧区温度。通过实验确定了频率、电弧控制电压以及加热距离与弧区温度的关系。通过电弧控制电压和通过加热距离控制电弧加热区的温度。通过计算得到电弧弧区的中心温度可达到1635℃,实验测得稳定性为2.37℃。建立了细径光纤(直径80μm)的加热模型,通过有限元的瞬态分析确定了预热时间,经过25 s,光纤加热区达到稳定。     

一种熔融拉锥型折射率和温度传感器

该文设计并制作了一种基于熔融拉锥技术的温度和折射率传感器。该结构是将一段单模光纤(SMF)两端级联无芯光纤(NCF),并通过火焰熔融拉锥技术把中间的单模光纤进行拉锥处理,从而构成了马赫曾德尔光纤干涉仪(MZI),两个无芯光纤分别充当分束器和耦合器。实验研究了该传感器对于温度和折射率的光谱响应特性,研究表明,当温度升高时,透射光谱出现红移现象,其响应灵敏度为43.96 pm/℃,线性度为0.990 5。当传感结构置于折射率1.341 6~1.382 32的蔗糖溶液中时,透射光谱强度随着折射率的增加而变大,其响应灵敏度为36668 dB/RIU,线性度为0.989。     

拉锥光纤的制作工艺与测试方法

在分析移动火苗拉锥技术原理的基础上,对商用拉锥机参数进行了分析,并设计、制作了不同形状的拉锥光纤。为了检测制成的拉锥光纤实际形状与理论预测的符合度,设计了傅立叶光学衍射测量系统,对拉锥光纤样品测试,结果证明了理论分析方法的合理性。对固定火焰拉锥机,给出了控制拉伸距离得到特定形状拉锥光纤的方法。     

熔融拉锥过程中的偏振调制效应及应用

对光纤熔锥耦合器拉制过程中的偏振调制效应作了定性的理论分析,耦合区内的几何双折射和应力双折射导致的对称模和反对称模在x偏振方向和y偏振方向上的传播常数差不一致,从而引起两个方向的偏振光耦合的空间周期不同,存在相位差别,当相差正好达到π时实现偏振分离.在此基础上制作了熔锥型偏振分束器,消光比达到了16.5dB.     

基于熔融拉锥法的MZI型梳状滤波器研究

全光纤型的梳状滤波器（Interleaver）由于其优异的特性使之成为交叉复用技术的首选,而最简单的制作方法是通过熔融拉锥工艺制作M-Z干涉仪（MZI）型的Interleaver。但是其光谱形状的顶端平坦、隔离度和温漂等特性是该器件实用化必须解决的问题。从器件的实用角度出发,研究波分复用器件中M-Z干涉仪的制作方法、原理及应用现状和存在的问题。同时针对存在的问题介绍了几种新颖的改进结构以及其输出光谱特性,这些设计无疑对Interleaver的成熟商用起着极大的推动作用。     

熔融双锥光纤耦合器及其在DWDM中的应用

本文首要介绍了以锥光纤在耦合器的结构和特性，重点介绍了多个熔融双锥光纤耦合器的组合器件在波分复用（ＷＤＭ），特别是在密集波分复用（ＤＷＤＭ）系统中的应用。