空芯光子晶体光纤的塌缩及选择性液体填充

研究了一种空芯光子晶体光纤(HC-PCF)的微孔塌缩特性,所用设备为传统光纤熔接机,对塌缩后的光纤实现了液体的选择性填充。并通过有限元法仿真分析了该空芯光纤在液体填充前后的基本参数:有效折射率、模场有效面积、数值孔径。通过仿真对比发现空芯光纤在中心孔选择性液体填充后非线性效应增大;通过实验得出了最佳光纤塌缩参数为光纤端面距离放电中心距离为50 μm,放电时间800 ms,放电强度为15.5 mA。     

基于液体选择填充光子晶体光纤的波分解复用器研究

设计了一种基于液体选择填充三芯光子晶体光纤的1.31/1.55um波分解复用器。中间为缺失一个空气孔的普通二氧化硅纤芯,左右两纤芯填充了不同折射率的液体材料。根据光纤的消逝场耦合的模式理论,不对称相邻波导存在波长相关耦合。不同填充折射率的两纤芯与中间纤芯分别耦合,构成两个不同响应波长的光滤波器。通过选择合适光纤长度,可实现不同波长光的分离。采用全矢量有限元法分析了光纤的传输特性,讨论了填充不同折射率液体时波导间的模式耦合,得到了其匹配波长与耦合长度。基于光束传播法仿真发现,长度为4.88 mm的光纤能实现1.31/1.55 um波长光的解复用。     

填充型增敏式光子晶体光纤压力传感器结构

为了实现光纤传感器压力增敏的效果,设计了一种具有高双折射的光子晶体光纤结构。采用有限元法计算光子晶体光纤在不同应力作用下的有效折射率, 基于光子晶体光纤的压敏特性,分析光子晶体光纤的模式, 并选择该结构里的一个空气孔,填充具有特定折射率的液体材料,构成新型压力传感器。该结构的压力灵敏度由COMSOL软件的仿真得出。结果表明, 经填充液体后,偏振相位灵敏度从72rad/(MPa·m)提升至128rad/(MPa·m),显著提高了77.7%。该研究对增强传感器的力学性能有帮助。     

基于液体填充的光子晶体光纤温度传感特性分析

提出了一种基于在折射率引导型光子晶体光纤(PCF)中填充高折射率温度系数液体的新型折射率型光纤温度传感器.通过建立理论模型,设定入射波长和材料参数及完美匹配层边界条件,采用全矢量有限元法对六角形结构排列的折射率引导型光子晶体光纤的温度特性进行了分析.研究表明,在空气孔中填充液体乙醇,PCF模场分布随着温度变化明显,其有效折射率和限制损耗都随着温度升高而减小.相同的孔间距,占空比越大,输入波长越长,有效折射率和限制损耗受温度影响越大.当波长为1500 nm,占空比为0.7,温度从-20℃升至70℃时,限制损耗从3.5×102dB/m减小到22 dB/m.     

选择性填充光子晶体光纤应变特性研究

微结构的光子晶体光纤,通过填充光敏等功能材料,具有可调谐、全光纤结构和易于集成等优点,是光纤光子器件发展的重要方向.毛细管法将高折射率的匹配液,填充到空心光子晶体光纤中邻近纤芯的空气孔中,两端熔接单模光纤,制成高灵敏的应变传感器.实验表明,当填充30mm长,折射率为1.508的匹配液时,测得应变灵敏度约为每应变4.36pm.实验结果与仿真结果相符,这种装置可用于高灵敏的应变传感.     

微结构光纤

1、引言。微结构光纤(MOF)，也叫光子晶体光纤，最近在纤维光学、非线性光学、原子光学、高精度光频测量、生物医学光学和光学数据传输等领域的研究人员中间，引起极大关注。这些光纤(一般是全硅光纤)的包层区在纵向分布有大量气孔(确切地说是气线)。在芯、包层和气孔区之间的折射率不同，这就提供一种被动控制光的新方式。     

微结构光纤在光通信中的应用实验

微结构光纤是新兴的研究领域．特殊微结构所赋予的诸多新奇性,使得微结构光纤不仅可以成为优异的光传输介质,而且可以用来制作各种新型的光纤器件．文章介绍了微结构光纤在光传输和光纤器件方面的最新实验研究．     

基于结构和填充的光子晶体光纤色散分析

为了获得色散平坦特性良好的光子晶体光纤,采用有限元法进行了理论分析和实验验证,取得了有效折射率、色散系数随波长的变化数据。当空气孔直径d=1.6μm、孔间距Λ=2μm时,在1.2μm~2.1μm波段内,色散平坦特性较好,且在1550nm波长处的色散系数值为108.20ps/（nm·km）,并在此结构基础上,研究了填充材料、不同填充方式对色散特性的影响。结果表明,采用"十"字形的填充方式获得的色散特性更好,当采取普通酒精为填充材料时,波长在1550nm处的色散系数值可以减小到20.39ps/（nm·km）,接近G.652标准单模光纤在1550nm处的色散系数值。这一结果对光通信领域的研究是有帮助的。     

基于光子晶体光纤的光学传感

光子晶体光纤(PCFs)的应用在很多方面改善了传统光纤传感器的性能.基于 PCFs的光纤传感器对应力和液体折射率具有较高的传感精度以及更好的温度特性,并且可以灵活引入各种耦合结构单元组成干涉仪,介绍了基于光纤布拉格光栅(FBG)、长周期光栅(LPG)和干涉仪的PCFs传感器的基本构造、工作原理和最新的研究进展.     

MPOF的制备

微结构聚合物光纤(MPOF)是一种新型的光纤,有着良好的应用前景,为此介绍了MPOF的各种制备方法:毛细管堆叠法、铸塑法、钻孔法等;并用毛细管堆叠法和铸塑法分别制作了一种微结构双折射光纤和一种分段式包层结构光纤.还提出了一些具有创新意义的工艺手段,而这些工艺手段通过实验证明是令人满意的.     

Transient Heating of PMMA Preforms for Microstructured Optical Fibers

A uniform transverse temperature profile is crucial for the direct draw of microstructured optical fibers (MOFs). This can be difficult to achieve for preforms made from materials of poor thermal conductivity, such as polymer. In this paper, we have investigated the transient heating process for drawing MOFs from preforms made from polymethylmethacrylate. Numerical results show that inclusion of radiative transfer across the hole structure is essential for accurately predicting transient heating, and the heating time required decreases strongly with air fraction, but the transverse temperature difference increases with the ratio of the heating temperature to the material glass transition temperature. Thus, we deduced that a strategy for efficient and uniform heating is to use a high-temperature preheating section with a subsequent lower temperature drawing section     

多极化方法研究微结构光纤特性

介绍了一种计算微结构光纤(MOF)传输特性的精确算法,即多极化方法,并将这种方法与随机统计分布相结合从理论上研究了制造中引入的误差对微结构光纤的损耗和色度色散特性的影响.另外还重点研究了MOF环数对色散的影响,得到一些对MOF制造具有一定指导意义的结果.     

折射率引导型微结构光纤的奇异非线性效应和应用

折射率引导型微结构光纤不但有很多新颖的色散特性,而且还有很高的等效非线性系数,这两者相结合赋予RG-MOF很多独特的基于非线性特性的应用。介绍这种光纤中所产生的强非线性效应,如超连续谱生成、三次谐波生成和光学孤子生成等,然后参照最新的研究报道介绍其最新应用,如MOF波长转换器、高速信号分离器、基于SC分离的多信道脉冲源。     

Transversal Load Sensing With Fiber Bragg Gratings in Microstructured Optical Fibers

We present fiber Bragg grating based transversal load sensing with a highly birefringent microstructured optical fiber. For the bare fiber, the change of the Bragg peak separation under a transverse line load was simulated with a finite-element model and experimentally verified. We also show that microstructured optical fibers with fiber Bragg gratings can be successfully embedded in a carbon fiber reinforced composite material. The linear dependence of the Bragg peak separation to a transversal stress in the composite sample was measured to be 15.3 pm/MPa.      

聚合物微结构光纤型可调衰减器的研究

设计了一种基于聚合物微结构光纤(PMOF)及液晶选择注入技术的温控可调衰减器.拉制了高质量的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)PMOF,并在光纤微孔中实现了选择性注入液晶5CB,制作了温控可调衰减器,器件消光比超过60 dB.实验结果与理论设计基本吻合.     

包层空气孔孔径的不均匀性对微结构光纤非线性系数的影响

在基于微结构光纤(MOFs)的非线性装置中,光纤的非线性系数是一个很重要的参数,它受包层空气孔不均匀性的影响。用全矢量有限元法和误差理论分析了包层空气孔孔径的不均匀性对六角形高非线性微结构光纤非线性系数的影响。通过计算,得到了这种光纤HE1x1和HEy11模的非线性系数与每个空气孔孔径之间的关系,从而进一步得到了非线性系数的标准差与包层空气孔孔径标准差之间的关系。这样,在已知孔径的标准差时,很容易得到非线性系数的标准差。当孔径标准差与孔径设计值的比为5%时,HE1x1和HE1y1模非线性系数标准差与均匀孔径情况下非线性系数值的比分别为2.55%和3.06%。     

光子晶体液晶光纤的光波导特性

在光子晶体光纤芯区的圆空气柱中填充向列相液晶,用电场控制液晶分子的排列方向,构成了一种光子晶体液晶光纤.用阶跃有效折射率模型研究了电场、工作光波长及光纤结构参数对可调光子晶体液晶光纤的双折射和模式截止特性,并用E7液晶进行了数值计算.结果表明这种光纤的双折射值随电场增大而增大,增大电场和减小光波长可使光纤由单模传输变成多模传输,减小包层中空气孔的相对孔径引起光纤中单模与多模界面向短长波方向移动,包层的相对孔径小于0.14左右时光纤出现无截止单模传输,此值小于没有液晶填充PCF出现无截止单模传输时的包层相对孔径,电场的变化不会对无截止单模传输产生影响.