对称纤芯-包层光子晶体光纤的耦合特性

提出了一种新型对称纤芯-包层结构的光子晶体光纤,其截面由两组沿截面中心完全对称的纤芯-包层结构组成。对一组纤芯-包层结构的所有空气孔进行填充乙醇液体,利用填充液折射率的温度敏感性,来调制两纤芯之间的耦合特性。采用有限元法数值分析了该型光纤双芯不同结构参数及-20~70 ℃之间温度变化时的耦合特性。结果显示该型光纤双芯之间的耦合对温度具有高度敏感度,具有极短的耦合长度,在波长为1550 nm处耦合长度仅为55.00 μm,且可实现超短长度、高消光比偏振分束特性,长度为198 μm时消光比达到84.45 dB。该型光纤可以制作成性能很好的温度传感器和偏振分束器。     

纤芯掺杂对光子晶体光纤特性的影响研究

利用COMSOL Multiphysics软件进行仿真,计算了光子晶体光纤不同掺杂半径下,导波基模有效折射率的分布,并与传统光纤相比,得出表现光子晶体光纤特性的最佳掺杂半径大小范围.分析了非线性系数受掺杂半径的影响,为更好地设计光子晶体光纤光栅提供理论依据.     

椭圆芯扁六角聚合物光子晶体光纤的偏振特性

采用全矢量定域基函数模型,以聚合物PMMA为基材,研究了椭圆芯三角点阵扁六角结构光子晶体光纤(Photonic crystal fibers,PCFs)的偏振特性,分析了其相位模双折射和群模双折射与相对孔间隔比的依赖关系,并与椭圆芯三角点阵正六角结构PCFs的研究结论进行比较;研究发现,椭圆芯扁六角结构PCF的偏振特性强烈的依赖于光纤的结构参数,由于色度色散的存在,在短波长段,群双折射远远高于相位模双折射,通过适当调节光纤的相对孔径和相对孔间隔比,有望在给定波长实现高双折射和零偏振模色散单模运行.该研究为高双折射聚合物光子晶体保偏光纤的制备提供了理论依据.     

空芯光子晶体光纤磁敏感性研究

空芯光子晶体光纤是一种新型的陀螺用光纤,较传统光纤具有良好的抗磁性,光纤的磁敏感性是由光纤的Verdet 常数来表征的。为研究空芯光子晶体光纤的磁敏感性,利用Comsol 软件对HC-1550-2 空芯光子晶体光纤的Verdet 常数进行仿真计算,选用含有法拉第旋转反射镜(FRM)的反射式双光路测量方案对空芯光子晶体光纤的Verdet 常数进行实验测量。双光路测量系统中的FRM 可以消除被测光纤中线性双折射对测量的影响。仿真与测量结果相吻合,且由结果可知空芯光子晶体光纤的Verdet 常数约为传统光纤的1/100 倍,验证了空芯光子晶体光纤在陀螺降低磁敏感性方面的优势。     

八角晶格光子晶体光纤的损耗特性分析

应用多极法对O-PCF的损耗进行了计算和分析,并与H-PCF进行了比较,发现相同空气填充率下,O-PCF的损耗小于H-PCF的损耗,O-PCF在能获得更大有效模式面积的同时,在损耗特性方面也更具优势;研究了包层空气孔层数、孔直径和孔间距等在1.33 μm和1.55μm处对损耗的影响,得到了损耗随各结构参数变化的规律,并总结了获得低损耗大模面积O-PCF的一般方法.     

光子晶体光纤色散特性的数值分析

光子晶体光纤日益成为目前研究的热点,但一般只局限于理论上的定性分析,没有进行准确的定量计算.应用平面波法和整胞方法对二维光子晶体光纤进行了全数值模拟,计算了有效折射率、V参数以及波导色散特性.研究了上述参数与光子晶体光纤的结构参量孔距a,相对孔径f等于D/a的关系.显示出光子晶体光纤的无限单模性质和可控色散特性.     

新型太赫兹波塑料光子晶体光纤的色散特性

文章提出一种新型低损耗太赫兹波塑料光子晶体光纤(THz-PPCF)结构,其包层是由两种直径不同的空气孔周期性排列而成.利用时域有限差分法(FDTD)对其色散特性进行了分析.结果表明,通过调节包层中两种空气孔的直径以及晶格常数,可以得到低损耗、超平坦趋于零色散的太赫兹波塑料光子晶体光纤.     

微结构芯光子晶体光纤色散特性的研究

在双包层近零色散平坦光子晶体光纤中引入微结构后,利用多极法对新的光子晶体光纤结构进行了数值模拟.其中在包层结构参数不变的前提下,研究了纤芯中微结构的结构参数变化对色散特性的影响.研究结果表明:通过优化纤芯结构参数,在不改变色散平坦度和色散平坦带宽的情况下,实现了色散曲线的整体下移,进而达到正常色散.     

波分复用双芯光子晶体光纤耦合器的设计

在双芯PCF的基础上设计一种新型定向耦合器,根据波导间相互耦合原理,采用时域有限差分法分析了该器件的光传输特性.并数值计算了双芯PCF的结构参量对耦合性能的影响,发现其耦合长度随着空气填充率d/A的减小而增大,随着传输波长λ的增大而减小.并基于双芯PCF结构,以常用通信波长为例,设计出0.85/1.55 μm,0.98...     

新型六角芯光子晶体光纤的色散补偿特性研究

文章利用多极法对新型六角芯光子晶体光纤的色散特性进行了数值模拟与分析,研究发现,通过改变第一包层空气孔直径和空气孔间距,可以灵活地设计波长在1.55μm附近具有高色散值、大的负色散斜率和能在短波长内单模传输的色散补偿型光纤.数值模拟和分析表明,该光子晶体光纤在色散补偿型光纤方面具有广泛的应用前景.     

方形空芯光子晶体光纤的特性分析

利用全矢量有限元法,分析了方形空芯光子晶体光纤的色散特性、纤芯内的能量分布和有效模面积.结果表明,方形空芯光子晶体光纤在1.67～1.81 μm范围内具有较平坦的色散特性,较高的能量分布和较大的有效模面积,为进一步设计具有平坦色散和大模场面积的方形空芯光子晶体光纤提供了理论依据和参考.     

高双折射类椭圆纤芯光子晶体光纤设计与分析

为了改善传统光纤灵敏度低、损耗高和非线性效应不易控制的问题,设计一种新型高双折射、低损耗和高非线性的类椭圆纤芯光子晶体光纤(PCF)结构。基于全矢量有限元法,通过COMSOL分析研究了光纤端面的空气孔直径和位置对双折射、限制损耗、模场特性和非线性等特性的影响。仿真结果表明:所设计的PCF结构在波长为1.550μm处的双折射率达1.918×10^-3,x和y极化偏振方向的限制损耗分别为Lcx=1.6×10^-3dB/km和Lcy=8.0×10^-4dB/km,非线性系数达到9.4 km^-1W^-1,且满足单模传输,实现了高质量、高精度的光信号传输与传感。     

掺镱光子晶体光纤纤芯材料制备及光纤数值模拟

基于掺镱多组分玻璃光子晶体光纤具有较高的离子掺杂浓度和大的受激发射截面以及宽的发射带宽,同时能够允许更高的泵浦功率密度和工作温度,因此其非常适合于作为高功率光纤激光器的增益材料.通过对采用高温熔融法研制的一种掺镱硅酸盐光子晶体光纤新材料的物理性能及光谱性能进行的测试,其较大的受激发射截面和较长的荧光寿命的特性得以验证.以其作为光子晶体光纤的纤芯,设计出了纤芯为正六边形掺镱光子晶体光纤,并利用有限元理论等模拟软件对设计的光纤结构进行了数值模拟,实验研究和数值模拟结果均表明该材料非常适合作为光子晶体光纤的芯体材料.     

一种多模-细芯-多模结构的干涉型光纤传感器

设计并制作了一种基于马赫-曾德干涉仪(Mach -Zehnder interferometer,MZI)原理的温度与压力同 时测量的光纤传感器,该传感器采用多模-细芯-多模(Multimode fiber -Thin core fib er- Multimode fiber,MTM)结构,其原理是,当多模光纤(Multimode fiber,MMF)中的光到达第 1个熔接点时 一部分进入细芯光纤(Thin core fiber,TCF)的纤芯,激发起纤芯模;另一部分进入TCF的 包层,激发起 包层模。当这两部分光到达第2个熔接点处时,TCF纤芯中的光进入MMF的纤芯,TCF包层中 的光一部分进入 到MMF的包层,另一部分进入MMF的纤芯,与纤芯模式发生干涉。外界环境如温度、压力等发 生改变时干涉 谱将随之漂移,因此可以通过观察光谱中干涉谷的漂移来测量外界温度、压力的变化。当温 度变化范围为 30℃时,实验测得Dip1、Dip2的温度 灵敏度分别为0.042nm/℃、0.051nm/℃。当 压力变化范围为 0N－9.8N时,实验测得Dip1、Dip2的压力灵敏度分别为－0.240nm/N、－0.524nm/N。由于 Dip1和Dip2对温度 和压力的灵敏度分别不同,因此可以利用矩阵实现对温度和压力的同时测量。该传感器制造 简单精巧,成本较低,具有一定的研究以及应用价值。     

一种高双折射光子晶体光纤及其保偏特性研究

对纤芯附近引入两个大孔的光子晶体保偏光纤(PM-PCF)双折射特性进行分析,通过调节大孔直径和小孔直径,给出PM-PCF最优化的设计参数.同时,在包层采用选择性填充方法,使双折射进一步提高.采用有限元法(FEM),模拟并分析了该光纤的偏振特性和基模模场分布.研究表明:采用本文方法使PM-PCF的模式双折射比普通PM-P...     

Intermodal interference based refractive index sensor employing elliptical core photonic crystal fiber

A refractive index (RI) sensor based on elliptical core photonic crystal fiber (EC-PCF) has been proposed. The asymmetric elliptical core introduces the polarization-dependent characteristics of the fiber core modes. The performances of intermodal interference between the intrinsic polarization fiber core modes are investigated by contrast in two interferometers based on the Mach-Zehnder (M-Z) and Sagnac interference model. In addition, the RI sensing characteristics of the two interferometers are studied by successively filling the three layers air holes closest to the elliptical core in the cladding. The results show that the M-Z interference between LP01 and LP11 mode in the same polarized direction is featured with the incremental RI sensing sensitivity as the decreasing interference length, and the infilled scope around the elliptical core has a weak correlation with the RI sensing sensitivity. Due to the high birefringence of LP11 mode, the Sagnac interferometer has better RI sensing performance, the maximum RI sensing sensitivity of 12 000 nm/RIU is achieved under the innermost one layer air holes infilled with RI matching liquid of RI=1.39 at the pre-setting EC-PCF length of 12 cm, which is two orders of magnitude higher than the M-Z interferometer with the same fiber length. The series of theoretical optimized analysis would provide guidance for the applications in the field of biochemical sensing.     

六角芯光子晶体光纤色散补偿特性研究

利用多极法的软件包对六角芯光子晶体光纤的色散补偿进行了数值模拟与分析,研究发现通过改变第一包层空气孔直径dO和空气孔间距A,可以灵活设计波长在1.55μm附近具有高色散值、负色散斜率和在短波长内单模传输的色散补偿型光纤.数值模拟和分析表明该光子晶体光纤在色散补偿型光纤方面具有广泛的应用前景.     

Properties of a highly birefringent photonic crystal fiber

We report the results of our recent investigation on the properties of a highly birefringent photonic crystal fiber including modal birefringence, mode field diameter, divergence angle, and polarization mode dispersion, which are important for sensing and communication applications.     

椭圆孔微纤芯光子晶体光纤的数值模拟

提出了一种在纤芯引入四个近矩形排列的椭圆空气孔,包层空气孔呈阶梯结构的高双折射光子晶体光纤,采用全矢量有限元方法,对光纤基模的模场分布、双折射、色散、限制损耗、有效模面积及非线性系数等特性进行了数值模拟.这种设计为获得高双折射光子晶体光纤提供了一种新的方法,为改善光子晶体光纤其他性能(如色散、非线性特性)提供了一种新的...