微纳纤芯/包层结构大模场单模聚合物光纤设计

提出了一种微纳纤芯/包层结构大模场单模聚合物 光纤。建立了光纤结构模型,在非 弱导近似条件下,根据波导理论,分析了微纳光纤的单模和波导特性;讨论了微纳纤芯直径 、 芯/包层折射率差以及包层直径等结构参数对微纳纤芯/包层结构聚合物光纤的模场分布、有 效 模场直径等导波特性的影响。结果表明,在传输波长λ＝650nm、微纳纤芯直径Dcore＝172μm、包层 直径Dclad＝250μm和芯/ 包层折射率差δn=0.128时,可获得有效模场直径达126.56μm和芯内能流比为10.66% 的大模场单模聚合物光纤。     

制造低损耗石英光纤的新方法—MRT法

已研制了改进的管棒法Modified Rod-In-Tube(MRT)作为制造低损耗石英光纤的方法。本制造方法的最大特点,就是把芯棒插入包层管后,在高温下用特定的气体处理棒及管的表面。采用这种表面处理,消除了以前管棒法Rod-In-Tube(RT)几乎不可避免的纤芯——包层界面结构缺陷所产生的散射损耗,取得了管棒法光纤的低损耗。本制造方法具有以下优点:1)传输特性及结构尺寸的重复性好;2)可以制造大尺寸的预制件,而且工艺简单,所以产量高;3)光纤结构的设计自由度高,能够制造从芯径极小的单模光纤到适合于功率传输的大芯径光纤。本文介绍了MRT法的概况和用本方法所制造的石英系光纤的特性。     

全合成VAD单模光纤

采用VAD工艺已经制备了损耗极低的单换光纤(在1.55微米时为0.2分贝/公里)、连续长度高达100公里的单模光纤以及在1.55微米极低损耗处有零色散的“最佳”单模光纤。剩下的重要课题之一是研制全合成的单模光纤。最近采用VAD工艺初次成功地试制了全合成厚包层的单模光纤。这种光纤完全没有必要采用以往必需采用的那种纯SiO_2套管,就可使包层直径/芯径比达10以上,使得芯包折射率差为0.2％,于是实现了全合成单模光纤。     

基于细芯光纤内嵌马赫曾德尔干涉仪的应变传感器

研究了基于细芯光纤内嵌马赫曾德尔干涉仪的光纤应变传感器,通过将一根细芯光纤熔接在两根单模光纤(SMF)之间,构成了一种光纤内干涉的马赫曾德尔干涉仪。当单模光纤中的光耦合进细芯光纤时,一部分光耦合进细芯光纤纤芯作为芯模传输,另一部分光耦合进细芯光纤包层中激发出包层模沿包层传输,当芯模和包层模再耦合进单模光纤时发生干涉。当应变作用在细芯光纤上时,干涉条纹发生漂移。通过解调干涉条纹对应变的漂移量实现应变测量,在0~2000 με的测量范围下,测得的应变灵敏度为-1.83 pm/με,并且实验结果与理论分析有很好的一致性。该传感器具有体积小、制作简单、灵敏度高等优点。     

增益导引和折射率导引在大模场单模光纤设计中的应用

传统的大模场光纤是通过设计光纤结构来获得大模场面积的,可以实现的模场面积只能达到几百平方微米。增益导引和折射率导引相结合是实现大模场单模光纤的一种新方法。通过分析增益因子对折射率以及归一化频率的影响,得到了光纤中各阶模式截止条件与纤芯包层折射率差和增益因子的关系。最后以包层折射率为1.5734,纤芯折射率为1.5689,纤芯半径为50μm,10%(原子数分数)重掺杂钕离子的磷酸盐光纤作为模拟计算对象,当波长为1.064μm时,得到其模场直径大于90μm。对于普通光纤,增益导引和负折射率导引相结合的方法对实现大模场单模传输很有前景。     

光纤技术基础知识讲座(3) 第3章 光纤的技术参数与选择

在CATV系统中选择光纤与光缆之前,应该准确阅读说明书中有关技术参数的定义,当充分理解之后才能进入选定阶段。本文将就光纤与光缆的技术参数定义与选定方法分述如下。1光缆的技术参数定义1.1光纤的参数(1)纤芯直径光纤是由形成同心圆状的纤芯和周围的包层构成的。纤芯是传播光波的部分,它的折射率略高(η=1.47)于包层(η=1.46),两者的折射率差仅为1%。但却能在纤芯中形成光的全反射波导。光纤的纤芯直径因传播模式而异(参阅图1)。纤芯直径用其周围最近似圆的直径表示。纤芯直径越细愈能实现宽带化。现在有直径为8～9μm的单模光纤,也有直…     

第四章 激光传输技术(续)

4 2　激光光纤传输技术4 2 1　光纤波导结构光纤是一种能够传送光频电磁波的介质波导。光纤的典型结构如图 4 5所示 ,它包括纤芯、包层和护套三部分。纤芯和包层构成传光的波导结构 ,护套只起保护作用。波导性质由折射率分布决定 ,图中第二排是两种典型的纤芯折射率剖面ｎ(ｒ)示意图 ,最下面一排给出了单模光纤和多模光纤的结构参量。α为纤芯半径 ,λ为自由空间光波长 ,Δ =(1-ｎ22 /ｎ21 ) /2图 4 5　典型光纤的术语、折射率分布和尺寸范围光纤作为信息传输介质的优点主要如下。(1)光纤的传输损耗低、信息容量大。与金属导线比起来 ,高…     

PCVD法单模光纤研制成功

1985年11月底,邮电部武汉邮电科学研究院光纤光缆研究室第二研究室,采用PCVD法(微波等离子体激活化学气相沉积法)研制单模光纤获得成功。单模光纤折射率分布为下陷包层阶跃型。包层掺F,沉积约1300层。芯层掺F和Ge,沉积约20层。在1.30μm波长衰耗≤1dB/km。截止波长在1.22—1.28μm波长范围。外径125     

单模光纤的最小色散

本文阐明了单模光纤的最小色散波长同纤芯玻璃和包层玻璃的折射率特性以及同光纤参数矿的依赖关系。用熔融石英和用二氧化锗、三氧化二硼掺杂的熔融石英制作的光纤在1.27微米<λ<1.6微米范围内容易得到最小色散波长,这样,大容量通信系统就可广泛选择工作波长了。     

基于倏逝波激发的染料-光纤型激光放大器

发展能够实现近单模工作的大模场光纤结构和材料是高功率光纤激光器的重要技术核心之一。我们于2006年提出了大模场倏逝波可承载单模高功率激光的原理方案,有望使单模模场尺度突破百微米量级。按理论设计,光纤芯径应在亚微米量级,此时光纤模场主要以倏逝波的形式扩展到光纤包层     

海底光缆用色散均衡光纤

介绍了一种带正色散的单模光纤,用来均衡常用于海底光缆中的非零色散位移光纤的负色散。这种光纤类似于常规单模光纤（Ｇ．６５２光纤）,但具有较低的衰减和较小的宏弯损耗。由于这种光纤应用常规的掺锗纤芯和纯ＳｉＯ２包层,与目前常用的纯ＳｉＯ２纤芯和掺氟包层的色散均衡光纤相比,在成本上具有较大的优越性。     

掺稀士元素光纤及其应用

掺稀土元素的GeO_2-SiO_2纤芯光纤,由于其具有显著的抽运吸收带,又具有低损耗的传输窗口,可用于制成新型的光纤激光器、光纤放大器、其它非线性光器件和光纤传感器等。本文综合了英国和日本在这方面的研制情况。     

光纤光缆名词术语及其定义

1.一般术语1.1 纤维光学(fiber optics) 纤维光学是研究光在光纤中的传输理论和应用技术的一门学科。1.2 光导体(optical conductor) 光导体是具有低损耗的导光材料。1.3 光纤(光导纤维)(optical fiber) 光纤是一种传输光能的介质波导,一般由纤芯和包层组成。     

包层模对单模光纤模耦合损耗的影响

本文研究,当纤芯和包层间的折射率差非常小时,单模突变光纤在生产过程中由随机芯径波动所引起的模耦合损耗受包层模影响的程度。     

光纤及其制造方法

日立制作所已申请到了制造低损耗光纤技术的专利,专利号为特许1133631。在制造传输损耗低的光纤时,必须防上引起光吸收的重金属离子和氢氧根离子等不纯物混入光纤纤芯部分。其中,尤其要防止不纯物从保护玻璃管扩散到纤芯中去,为此,以往均在保护玻璃管和包层之间设置一层防不纯物扩散的纯SiO_2层,或者在保护玻璃管和纤芯之间设置一厚包层并     

包层折射率凹陷分布的单模光纤的特性

业已研制出VAD凹陷包层的单模光纤。所制备的光纤在纤芯中掺锗,折射率差为△~ =0.2～0.3％;在包层中掺氟,负折射率差为△~-=0.1～0.4％。包层与芯径之比为5到9,1.3μm波长处传输损耗小于0.5 dB/km。已发现,凹陷包层光纤侧向压力引起的弯曲损耗增加值与匹配包层光纤弯曲损耗增加值相等,匹配包层光纤的折射率差等于凹陷包层光纤折射率差的总和(△=△~ △~-)。但是,凹陷包层光纤的色散与纤芯中具有同样含锗量的匹配包层光纤的色散极其相似,即具有相同的正折射率(△=△~ ),使得1.3μm波长处的色散比较低。此外本文还证实了,这种光纤的熔融接头损耗与匹配包层光纤的熔融接头损耗一样小,在整个成缆过程中传输损耗始终很低。     

OVD光纤制造工艺的进展

本文报导过去两年采用外汽相沉积(OVD)工艺制造光纤的进展。迄今,在现有产品的光学和机械性能、掺杂剂变化和单模光纤设计等方面己取得诸多进展。纤芯中不含P_2O_5的多模光纤己得到验证,它具有相同的正向和反向带宽～长度关系,而且防止氢影响的性能也获得改进。此外,本文还提供了最近己投入生产的,用分层纤芯法制造的色散位移单模光纤的数据。     

细芯光纤M-Z干涉传感器多参数测量研究

实验制备了基于细芯光纤(TCF)的马赫-曾德尔干 涉仪(MZI)并进行了多参数测量传感研究。 传感器采用两段单模光纤(SMF)进行腰椎放大连接细芯光纤,形成MZI结构。利用TCF与SMF 的纤芯直径不匹配,在第1个接点激发出包层模式,包层模在第2个接点耦合进纤芯与纤芯 模产生 干涉,利用干涉条纹的波长漂移实现对外界环境参量的测量。实验所用的TCF纤芯的掺Ge浓 度较高(约为38mol.%),相对折射率和热光系数较普通SMF大,所以在保证 适当的自由光谱范围(FSR) 的前提下,TCF的长可以减小到2mm,传感头尺寸较小,且传感结构对于温度的变化十分 敏感。 实验结果表明,在30～250℃的温度范围内,其温度灵敏度为70.2pm/℃,并具有较好的线 性响应度。测试了传感器对折射率、应变和弯曲的响应,获得的灵敏度分别为－8. 12nm/RIU、1.8pm/με和2.07nm/m－1。     

基于细芯光纤马赫-曾德干涉和曲率修正模型的高灵敏度光纤曲率传感器

提出了一种基于细芯光纤结合Mach-Zehnder干 涉仪的高灵敏度曲率传感器,传感头由一段细 芯光纤嵌入在两段的单模光纤中错位熔接而成。当干涉仪受到弯曲作用时,由于细芯光纤和 单模光 纤的错位熔接,使得纤芯和包层模光强度产生损耗,在一定曲率范围内使得纤芯和包层模光 强度更 加接近而导致干涉增强,通过研究特定干涉峰的干涉强度相对于曲率的变化关系,可以实现 光纤曲 率传感。为了增加曲率的校准精度,提出了一种基于悬链线法的光纤弯曲的曲率修正模型。 实验结 果表明:利用曲率修正模型修正后,在9.15m－1到11.02m－1的范围内的曲率测量灵敏度达到 142.28dB/m－1。这种基于强度变化的低成本、高灵敏曲率传 感器,具有广阔的应用前景。     

非匀芯单模光纤截止波长的计算

本文根据保立和夫、大越孝敬提出的公式稍加改动。用BASIC语言编制了一个单模光纤截止波长的计算程序。在W—91计算机上计算了各方次律光纤和W型光纤LP_(11)模的归一化截止频率;还计算了抛物分布单模光纤的中间凹陷对其归一化截止频率的影响。只需在计算机上输入光纤芯中的最大折射率n_1、包层折射率n_2、芯半径a及光纤径向从中心到包层的m_1+1个点上折射率等参数,就可通过此程序得到上述光纤LP_(11)模的截止波长。