光纤端面耦合特性研究

本文主要从光纤的各种端面效应出发,分析了不同形状端面光纤之间的耦合特性,并给出了相应的实验结果。     

大芯径多模石英光纤端面耦合技术研究

对大芯径多模光纤端面耦合技术进行了研究，实验测量了光纤端面间的横向偏离、轴向偏离及光纤轴夹角对耦合效率的影响，其中光纤端面间的横向偏离对耦合效率影响较大，这些实验结果对大芯径多模光纤端面间的连接或熔接以及提高耦合效率具有一定意义。     

斜端面光纤耦合效率理论与实验研究

应用场耦合方法模拟计算了不同光纤斜端面角度下半导体激光器的耦合效率,并进行了实验测量.结果表明,不同的光纤斜端面角度下,对半导体激光器的耦合效率影响很大,根据不同的芯片参数合理选择不同的斜端面光纤可以得到尽可能高的耦合效率.     

高功率光纤激光器端面泵浦耦合系统设计

端面泵浦耦合技术是高功率光纤激光器的常用耦合方式.在不考虑像差的情况下,采用高斯光束传输的ABCD定律,参照混合模系数M2的定义,研究了LD尾纤输出的大功率多模激光耦合进双包层光纤的透镜耦合系统,并结合实验给出了设计实例,最后对影响耦合系统的各种因素作出了简要的分析.     

球端面光纤耦合界面烧蚀现象的实验研究

本文提出大功率半导体激光器(LD)对光纤耦合界面的烧蚀的理论假设,得出系统耦合效率随时间的变化关系为ηt=η0t-αβmsk=η0t-αβρ。制作出三种不同直径的光纤端面小球,并对其防烧蚀性能进行了实验研究。实验证明激光器对光纤的烧蚀主要集中在粘接剂区,且大直径的球端面光纤能有效的减小烧蚀对系统耦合效率的影响。从而证明了公式的正确性。     

高功率激光光纤耦合特性研究

实现高功率激光的光纤耦合对高功率激光应用有着重要的作用.文中简要介绍了高功率激光耦合的关键技术,包括激光光纤耦合条件、耦合效率、光纤的选择和端面处理、光纤损伤机理及其阈值条件等方面.     

高功率光纤放大器中光纤端面处理分析

光纤端而进行斜而抛光一直是高功率光纤放大器中抑制ASE和自激振荡的关键技术.根据放大器结构建立了光纤端面信号光注入、信号激光输出以及泵浦光耦合的物理模型,数值模拟了不同光纤斜端面角度下信号光、泵浦光的耦合效率,纤芯端而的回波损耗.结果表明信号光注入端而斜面处理会导致耦合效率降低,输出端面斜角处理可有效减小端面反射率,而微小斜角对泵浦激光进入光纤内包层的耦合效率影响不大;根据不同的光纤参数选择合理的斜角处理可以有效提高放大器性能.     

光纤端面污染的清洁

以普通石英单模光纤跳线端面为例,指出了使用中,手、光纤帽、法兰盘及脏光纤端面等是可能对光纤端面造成污染的各种污染源,并以实物图的形式给出了各种污染端面情形.探讨了各种污染物的组成成份,以及污染可能带来的破坏.介绍了如何用无尘布、擦镜纸和无尘纸等来清洁维护光纤端面的方法.     

具有二次曲面型端面的光纤连接问题

本文应用于Ｊｏｎｅｓ矩阵和光学设计方法，导出光纤活动连接中二次曲在型端面的插入损耗，反射损耗的解析表达式，对分析和改进端面结构以及设计二次曲面型端面光纤连接器，光纤器件提供依据，并给出了对称二次曲面型端面的曲率半径与透射，反射以及插入损耗，反射损耗的计算曲线。     

机器视觉在光纤端面缺陷检测中的应用

传统的光纤端面缺陷检测用的是人工检测方式,这种检测方式效率很低,检测结果的主观性很强。对光纤端面缺陷使用机器视觉检测,能极大地提高检测效率和检测准确性。首先将采集到的图像通过图像处理二值化,接着对纤芯中心进行定位,然后以纤芯中心为圆心对光纤端面进行不同的圆环检测区域划分。由于光纤端面上的缺陷有可能是暗色的或者是亮色的,因此为了区分二者,对每个区域检测时需要做不同的二值处理。如果有任意一个区域的检测不能通过,则这个光纤端面就是不符合要求的。结果显示,利用机器视觉进行光纤端面检测能够快速、精确地检测出缺陷所在位置及其大小。     

塑料光纤中模式耦合的研究

利用显式有限差分法数值解阶跃多模光纤的功率流方程，研究阶跃塑料光纤中不同入射光束的模式耦合模式及模式耦合引起的衰减，得出塑料光纤达到模均衡分布的模式耦合长度是20m左右。     

星间光通信发射终端激光耦合单元的设计及实验研究

激光耦合系统是星间光通信系统的重要组成部分。针对星间光通信系统的要求，本文采用一种新型的半导体激光耦合方案，用前后正交的非球面柱面透镜准直半导体激光束，再经渐变折射率（GRIN）自聚焦透镜聚焦耦合入单模光纤。就耦合效率随半导体激光器对光轴的偏离和对光轴角度的偏转进行了研究，发现耦合效率的变化灵敏度不高；同时，在光纤尾纤处测量了输出功率随驱动电流的变化关系，单模运行的半导体激光二极管经耦合后，出纤功率可以达到80mW，满足了星间光通信的要求。     

光纤间光的耦合研究

使用简化为一维积分的数值方法计算分析了光纤耦合效率和接收光功率,为应用时的设计计算和测量数据的分析计算提供了一个准确方法。62．5／125多模光纤在高斯光强分布下的数值计算结果与实验测量结果的一致性表明,高斯光束可以较好地表示光纤光强的分布。对光纤耦合系数和近场范围内的光纤接收光强的测量数据的分析必须使用准确的方法计算,近似方法存在较大的误差。     

高斯光束在光纤间的透镜耦合

高斯光束在光纤间的透镜耦合是耦合方式中较为常用的一种。首先指出高斯光束在光纤间利用透镜耦合的基本要求，然后通过归一化高斯光束的成像规律进行数值计算，分析了多个因素对于耦合的影响，得到透镜及整个耦合系统参数选择的一般性结论。最后给出一个耦合实例证明该方法的可行性。     

锥形光波导耦合特性研究

基于耦合模理论,数值仿真了两种耦合结构(FW和WF)下的耦合损耗随锥形光波导芯层尺寸的变换规律;进一步分析了两种耦合结构下锥形光波导端面粗糙度对其模式耦合损耗特性的影响,表明不同模式其端面散射损耗不同;实验结果表明,锥形光波导的输入端芯层尺寸、输出端芯层尺寸及光波导长度,对FW结构下的耦合损耗影响较小,对WF结构下的耦合损耗影响较大。     

半导体激光器和光纤的耦合系统设计

本文提出了一种实现半导体激光器和多模光纤耦合的实用化方法。用一段直径为600μm的裸石英光纤对半导体激光器的输出光束进行准直整形;用半球端光纤对准直后的光束进行聚焦后直接实现和光纤耦合。研究表明,采用该方法后的耦合效率在80.0%左右。该耦合系统制作简单,调试和封装方便,且工艺稳定,因而在各种半导体激光器和光纤耦合方面具有广泛的应用前景。     

一种实现半导体激光器和多模光纤耦合的实用技术

文中提出了一种实现半导体激光器和多模光纤耦合的实用化方法。用一段直径为600μm的裸石英光纤代替柱透镜对半导体激光器输出光束进行准直整形;用半球端光纤对光束进行聚焦后直接实现和光纤耦合,来代替聚焦透镜和光纤耦合的环节。研究表明:采用该方法耦合效率在80. 0%左右,同时最大程度解决了使用柱透镜和聚焦透镜的组合透镜耦合系统时存在的调试与封装困难的问题,且工艺稳定,因而有着广泛的应用前景。     

聚合物光纤中的模式耦合及其对带宽的提高

光在聚合物光纤(POF)中传输时存在较强的模式耦合,由于模式耦合的影响,聚合物光纤的传输带宽得以提高。根据能流方程对阶跃型聚合物光纤光传输中的模式耦合进行了研究,从实验上测量了聚合物光纤的模式耦合系数,测量得到的模式耦合系数为7.61×10-4rad2/m。用测得的模式耦合系数对聚合物光纤中的模式耦合进行数值模拟,得到聚合物光纤的模式耦合长度约为20 m。由模式耦合长度可以得到聚合物光纤的真正带宽,其在150 m传输距离的带宽约为130 Mbit/s。为了验证这一结论,进行了125 Mbit/s.150 m的局域网(LAN)通信实验,通过对发射、接收波形及通信眼图的分析表明,由于模式耦合提高了聚合物光纤的传输带宽,使其可以在150 m的距离上进行百兆速率的通信传输。