硅基SiO_2光波导

在硅基上通过氢氧焰淀积的 Si O2 ,厚度达到了 2 0 μm;通过掺 Ge增加芯层的折射率 ,折射率比小于 1% ,并可调 ;用反应离子刻蚀工艺对波导的芯层进行刻蚀 ,刻蚀深度为 6 μm,刻蚀深宽比大于 10 ;波导传输损耗小于0 .6 d B/ cm(λ=1.5 5 μm) ,并对波导的损耗机理和测试进行了分析与研究 .另外 ,为实现光纤与波导的耦合 ,结合微电子机械系统技术 ,在波导基片上制作了光纤对准 V形槽     

聚合物脊形光波导设计

用5层非对称平面波导理论和等效折射率法(ERIM)分析了金属电极对聚合物脊形光波导横向模式特性及其传输损耗的影响。计算结果表明：在工作波长1．55μm波段,当常规脊形光波导的芯层厚度大于0．8μm、包层厚度大于3．0μm时,才能保证传输损耗的理论极限小于0．1dB／cm;当脊波导刻蚀深度为0.l一0．2μm、对应脊波导宽度为7—5μm时,可满足脊波导横向单模传输。     

平顶模式微纳光纤的色散特性

基于光纤模式理论,研究了三层平顶模光纤的波导色散特性,分析了光纤折射率的分布和芯径大小的改变对其波导色散的影响。结果表明,平顶模式微纳光纤与常规微纳光纤及大芯径平顶模式光纤的波导色散特性均不同。在0.3～1.6μm波段内,当光纤折射率分布发生变化时,其波导色散曲线唯一的极小值有规律地增大或减小,并出现蓝移或红移现象;而当芯径尺寸减小时,波导色散极小值明显减小,但极小值点位置都出现在0.6μm处。无论是光纤折射率分布还是芯径大小发生变化,在1.3～1.6μm长波段,其波导色散曲线增势均趋缓,且值渐趋于零,尤其当芯径大小发生变化时这种趋势更明显。     

弯曲损耗减小的渐变折射率塑料光纤的波导参数设计

为了消除光纤的弯曲损耗，甚至是恶劣弯曲条件下的弯曲损耗，日本Keio大学的科研人员对渐变折射率塑料光纤（GI—POF）的波导结构，如折射率分布、数值孔径（NA）和芯径进行了适当设计。当芯径小于200μm、NA大于0．25时，GI—POF在恶劣弯曲条件下的弯曲损耗明显减小。当芯径为200μm、NA为0．24时，即使在恶劣弯曲条件下GI—POF的弯曲损耗也消失了。首次试验证实。由弯曲引起的模式耦合导致了弯曲损耗。光纤弯曲前的模式耦合强度对弯曲损耗有很大的影响。通过相邻模之间的传播常数差△β评定了模式耦合强度。随芯径和NA而变的△β影响弯曲损耗。因此，根据邸的计算结果，日本Keio大学的科研人员提出适当设计GI—POF的波导参数的指导性意见，以便抑制弯曲损耗。     

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。     

一种200μm涂层直径弯曲损耗不敏感光纤的设计及应用

我们开发了一种模场直径在9.2μm(1310nm)附近,并且满足ITU-T G.657 A1标准的低宏弯损耗性能的200μm涂层直径光纤.这种光纤的折射率剖面简单,包括芯层、下陷内包层和外包层,特别适合大规模生产.经试验证实,这种光纤具有良好的熔接特性和微弯曲损耗,特别适合用于色环光纤和并带光纤.     

小芯径折射率引导型光子晶体光纤的制备和研究

介绍一种小芯径折射率引导型光子晶体光纤(PCF)的拉制方法.制备出的光纤纤芯周围第一层空气孔发生形变,呈柚子形,其芯径为1.7μm,孔间距A和空气孔直径d分别为3.4 μm和2.8μm.由于光纤结构的特殊性,采用有限元法在200～1600 nm波段对其基模有效折射率、色散系数、有效模场面积以及非线性系数进行了数值模拟计算.经过理论计算,这种光纤在所研究的波段具有极高的非线性系数且表现为反常色散,这些特性十分有利于超连续谱的产生.在测量了光纤的损耗、色散等基本特性后,选取损耗较小凡位于光纤反常色散区域,中心波长为800 nm的飞秒激光作为光源,将不同功率的超短激光脉冲耦合入光纤,对这种小芯径折射率引导型光子晶体光纤产生超连续谱的过程进行了测量和分析.     

低弯曲损耗大模场面积多芯光纤的研究

针对19芯、37芯大模场光纤提出两种降低弯曲损耗的方法,一种方法是在芯区外引入一层空气孔,另外一种方法是在芯区外引入多包层低折射率结构。理论分析表明,多芯光纤弯曲损耗存在临界弯曲半径,在大于临界半径的情况下,弯曲损耗基本不变,在小于临界半径的情况下,弯曲损耗急剧增大。引入空气孔后,当19、37芯光纤模场面积分别为516μm2和920μm2时,临界弯曲半径都从3.5 cm减小到4 mm。当引入包层数达三层以上时,多包层结构也可使19、37芯光纤的临界弯曲半径从3.5cm减小到4 mm。     

slot波导包覆层对功率密度的影响

理论模拟研究了硅基绝缘(SOI)的slot波导中槽内限制功率与slot波导的结构参数以及包覆层折射率的关系.结果表明,如果包覆层的折射率偏离衬底SiO2的折射率,相同参数下的slot波导的传输损耗大于包覆层为SiO2的结构的传输损耗.分析表明,如果包层与衬底折射率不同,限制的光功率会从slot缝隙中渗透到折射率较高的衬底或者包层中,从而引起能量的损耗.理论模拟得到了在缝隙宽度为0.12μm的情况下,slot波导槽内最大的光功率限制为28.54%,这个值包含了纳米线波导与slot波导直接耦合产生的耦合损耗以及slot波导自身的传输损耗.     

大芯径双包层单模光纤

本文对芯中折射率为α分布的双包层单模光纤的传输特性作了详细分析和计算,并且考虑了实际光纤制造工艺(MCVD法)中存在的折射率中心凹陷的影响。根据理论计算值,在国内首次成功地制造了大芯径双包层单模光纤,芯径达14～17μm,比通常的单包层单模光纤提高一倍左右,且弯曲损耗也有明显减小。