各向异性矩形波导与熊猫型光纤的双折射计算

本文给出用迭代矩量法计算各向异性矩形波导双折射特性的方法，并以之为基础给出计算熊猫型（ＰＡＮＤＡ）光纤双折射的等效矩形介质波导法．本法简便易行，实例计算表明能给出与较繁复的精确数值方法及实测值计算相吻合的结果．     

用等效矩形波导分析椭圆光纤双折射特性

本文给出用等效矩形芯介质波导分析椭圆光纤的传输特性,以求得其几何双折射与群折射率差,而矩形波导的传播常数则用叠代矩量法计算。数值计算结果与精确的有限元法符合。本法简便易行,计算工作量小,可用袖珍计算器运算。本法可推广至其它情况。     

通用二维波导模式数值计算方法及其应用

给出了一种通用精确的二维光波导模式有限差分数值计算方法，在处理波导边界时采用了无穷边界（导数为零）或消逝边界（场为零）在波导内部两种介质的界面处采用了电磁场边界条件，这样可得到标准的本征方程，允许不同波导层采用不同的差分间距，但同一波导要求采用均匀剖分，该方法适用于任何形式的波导。作为应用，文章对金属包层多量子阱光波导的模式双折射特性做了理论分析。     

用多层矩形波导近似计算扁保偏光纤的双折射

本文提出了计算扁保偏光纤双折射的一个近似方法。首先建立了扁保偏光纤的多层矩形介质波导模型,再用类似于Marcatili解矩形介质波导方法,将多层矩形波导分解为两个垂直交叉的多层平板波导,最后求解多层平板波导得到矩形波导的传播常数和双折射。用这一方法计算了双折射与扁保偏光纤结构参数,如应力包层掺硼浓度、椭圆度和归一化频率等的关系曲线,可供设计和工艺人员参考。     

线双折射光纤与正交极化孤子碰撞的研究

从描述线双折射光纤中ｐｓ量级孤子脉冲的归一化ＮＬＳ方程出发,利用对称分步傅里叶变换计算方法,分析和归纳了正交极化孤子在双折射光纤中的碰撞数值特性,并对相关结论作了粗略探讨。     

双轴晶体的双折射

本文就光入射到双轴晶体的情况给出有关求折射方向的一般方法。按云母的相应数据画出三视图，使晶体转动时折射光的轨迹明显可见。当入射面和晶面是晶体的主介电轴平面和光为正入射时，给出折射光线方向的公式。它们提供了测量晶片光学常数的一种方法。此外，还讨论了对应于一入射线的两折射光E矢量之间的夹角。     

双包层椭圆光纤和边隧光纤的双折射特性分析:等效矩形芯波导法

本文采用等效矩形芯波导法,以双包层椭圆光纤及边隧光纤为实例,分析几何双折射光纤的双折射特性。本方法简便,计算量小,结果与用比较繁琐的精确数值计算方法所得结果有较好的符合,便于实际应用。本法也可用以分析应力双折射光纤。     

随机双折射光纤中孤子的相互作用与控制

利用对称分步傅里叶法,数值模拟了光孤子在随机双折射光纤中的传输特性,研究了孤子间的相互作用及其非线性增益控制.结果表明,随机双折射使得孤子传输的两偏振分量脉冲强度会随着传输距离有强弱不规则的变化,但是两偏振分量的强度变化互相补充,合成孤子强度能够稳定地传输;随机双折射也增强了孤子间相互作用,非线性增益可以有效地抑制随机双折射对孤子传输相互作用的影响,使得原本会产生交叠走离的相邻孤子传输不偏离原来的时间槽,实现了对偏振模色散良好的控制作用.     

各向异性材料包层光纤Bragg光栅的反射谱

应用数值解法对包层为单轴晶体材料且其光轴平行于光纤轴的光纤功率限制因子进行了理论模拟,并从模式特性出发解释了kcl对该类光纤Bragg光栅的反射率的影响.计算结果表明:对于HE11模,各向同性材料包层光纤中的能量比单轴晶体材料包层光纤中的能量更容易集中在纤芯中传输,而且集中程度与kcl的取值有关;各向异性材料包层比各向同性材料包层的光纤Bragg光栅的反射率要高;此类光纤Bragg光栅的反射率主要是由光纤纤芯和包层中能量分布决定的.     

高双折射光子晶体光纤特性分析

建立了基于透明边界条件(TBC)的全矢量迦辽金有限元法(FEM)分析二维光子晶体光纤(PCF)的模型,并对椭圆芯等5种高双折射光子晶体光纤基模的模式双折射、限制损耗及色散特性进行了数值分析和比较.通过减小内包层中沿x方向的空气孔,增大沿y方向的空气孔构成的一种光子晶体光纤的模式双折射在波长1550 nm处高达5.96×10-3,而椭圆芯光子晶体光纤为1.52×10-3.研究表明,可通过增加内包层中两个正交方向上空气孔的尺寸差来获得高双折射;同时还得出内包层中放大的空气孔减小限制损耗,增加色散,而减小空气孔尺寸带来的影响则刚好相反;内包层上空气孔数量越少,色散越平坦.     

高双折射光纤中矢量调制不稳定性

利用光脉冲在光纤中传播时所遵守的相干非线性薛定谔耦合方程,研究了偏振方向沿两个双折射轴的分量强度相等时,在反常色散区和正常色散区所产生的调制不稳定性.结果表明在反常色散区和正常色散区,对应不同的功率区域输入脉冲有不同的增益谱,并且当双折射性质变化时导致增益谱表现出明显的不同.     

应力光纤双折射的应力微元分析方法

提出了一种计算任意形状应力区的光纤在纤芯处的应力场分布和双折射大小的应力微元积分计算方法。采用COMSOL Multiphysics软件中的固体力学模块,研究了矩形、方形、三角形、圆等不同形状微元应力区光纤在纤芯处应力场和双折射的大小。结果表明,应力微元面积相同时,其在纤芯处引起的应力大小及其双折射与应力微元的形状、放置方向无关,只与应力微元到纤芯的距离有关。当应力微元与纤芯距离较近时,应力大小和双折射与距离近似呈平方反比关系。该结果验证了应力微元分析方法的正确性和可行性。因此对应力微元进行积分,即可得到任意形状应力区光纤在纤芯处的应力场分布与双折射。     

双折射光纤中损耗对孤子相互作用的影响

利用变分原理研究了有损耗的情况下双折射光纤中孤子间的相互作用，发现损耗减弱了孤子间的相互作用，但同时使光纤中继间隔缩短，这为实际应用中如何控制孤子间的相互作用提供了一定的理论依据。     

利用高双折射光纤的色散效应产生微波脉冲

研究了一种基于啁啾高斯脉冲在高双折射光纤中的光学色散效应和干涉产生微波脉冲的新方法，推导了啁啾高斯光脉冲在经过色散延迟后产生的微波频率的解析表达式。输出的微波频率可以通过选择不同的光学系统参数和啁啾高斯脉冲参数实现控制。研究了不同啁啾参数对输出脉冲强度、脉冲持续时间和脉冲频率的影响，结果表明，输入脉冲啁啾参数的引入不仅可以提高输出脉冲的持续时间，还可以使所需脉冲频率实现约10％的可选范围。     

新型六角点阵光子晶体光纤的高双折射低损耗特性

设计了一种新型六角点阵光子晶体光纤,该光纤在波长1 350～1 800nm范围内呈现高双折射低损耗大负色散。采用全矢量有限元法结合各向异性完美匹配层边界条件,对其双折射、约束损耗、色散、非线性和模场等特性进行了数值模拟。研究表明,新设计的光纤对模场有很强的约束能力,在波长1 550nm处双折射高达2.08×10-2,模约束损耗接近10-1 dB·km-1,负色散值高达-910ps·km-1·nm-1,模场面积高达2.67μm2,非线性系数仅有0.043m-1·W-1。该光纤将在光纤激光器、光纤放大器、光滤波器和光纤传感系统方面有重要的应用。     

计算保偏光纤中应力双折射的微元算法

本文研究了计算保偏光纤中应力双折射特性的微元算法,对其计算值进行了理论验证。微元算法可计算以往理论方法无法讨论了非理想保偏光纤中的应力双折射。此算法的计算结果可应用于保偏光纤制造时的工艺设计,以及保偏光纤定轴时的偏差量修正等。文中给出了应用实例。     

空气孔正方形排列光子晶体光纤的有限元分析

采用全矢量有限元法结合完美匹配层吸收边界条件对渐增型空气孔正方形排列的高双折射光子晶体光纤的模场分布、限制损耗及双折射特性进行了数值模拟。仿真结果显示：该种结构的光子晶体光纤可以在包层空气孔层数仅为四层的情况下即可将限制损耗控制在1.31×10E-6 dB/m附近;同时横排内层空气孔的直径的变化可以有效地改变光纤的模式双折射曲线的走向,在长波长区间这种影响更为明显。     

双折射光纤中损耗对孤子相互作用的影响

利用变分原理研究有损耗的情况下双折射光纤中孤子间的相互作用,发现损耗减弱了孤子间的相互作用,但同时使光纤中继间隔缩短,这为实际应用中如何控制孤子间的相互作用提供了一定的理论依据