用拉盖尔─高斯函数表示梯度型单模光纤的特性参数

本文用拉盖尔－高斯函数来表示梯度单模光纤的特性参数。恰当应用拉盖尔多项式的性质和汉格尔交换理论，光纤参数如远场分布，模斑尺寸等可以有解析式计算，结果十分简单且物理意义明确。文中给出了数值计算结果并与准确值进行了比较，最后讨论了本文方法的优点．     

用拉盖尔—高斯函数展开方法计算梯度型单模光纤特性参数

用拉盖尔－高斯函数展开方法计算梯度型单模光纤特性参数。应用拉盖尔多项式性质和汉克尔变换来计算光纤参数：如远场模斑尺寸和波导色散，得到了非常简单且物理概念清晰的表达式。给出了数值计算实例并与精确值进行了比较，讨论了该方法的优点和缺点。     

一种新型光学匹配滤波器的研制

讨论了用计算全息方法研制的用于单模光纤场分布测量的光学匹配滤波器，给出了一个含有９个低阶高斯－拉盖尔模的光学匹配滤波器实例及其再现像。     

用矩阵法计算任意折射率剖面单模光纤的传输参量

用拉盖尔－高斯级数逼近单模光纤中横场，不多的几项即可达到很高的精度。文中给出了该方法的理论推导，并用相应的程序进行了验证。该法对任意的圆对称折射率剖面光纤计算传输常数和色散能够得到满意的结果。     

光纤激光及其相干合成光场的准确分析

为了准确地研究光纤激光及其相干合成光束的远场传输特性,采用将LP01模分解为许多不同拉盖尔-高斯模叠加的方法,分析了LP01模以及多个光纤激光相干合成光束的传输光场分布和光束质量,并与用高斯函数表示的光纤激光的光场进行了比较.分析中发现,基模高斯光束与LP01模的初始场分布基本相同,但传输后的光场分布会产生较大误差,在光纤激光相干合成光场的分析中两者间的差别也非常明显.结果表明,为更准确地分析光纤激光及其相干合成光束的传输特性,光纤激光的模场表达式应采用拉盖尔-高斯模的叠加式.     

利用普通熔融拉锥机实现光子晶体光纤拉锥

光子晶体光纤的拉锥是实现光子晶体光纤潜在应用价值的重要技术手段。通过优化普通光纤拉锥机的参数,利用"快速低温"拉锥法有效控制了光子晶体光纤空气孔的相对塌缩。实验中实现了两种不同光子晶体光纤的拉锥,光纤外径分别从原来的125μm拉锥到50μm和30μm,光纤的孔直径和孔间距之比基本保持不变,拉锥损耗小于0.4 dB。基于普通熔融拉锥机的光子晶体光纤低损耗拉锥为光纤器件的制作奠定了基础。     

边缘检测技术在光纤微加工系统中的应用研究

针对光纤成像的特殊性，提出了一种利用边缘检测算法来提取ROI区域作为对焦窗口的方法，该方法成功地消除了光纤图像中心亮带对清晰度评价值的影响，可准确判断光纤目标清晰的位置，结合显微视觉测量技术，将其应用于光纤侧面抛磨和拉锥系统中，经过亚像素边缘检测及尺寸计算后，对光纤参数的测量精度高于0.5μｍ，可提高光纤微加工系统的性能。     

光纤耦合器的制造设备

本文介绍光纤耦合器的制造设备。该设备采用光纤熔融拉锥工艺，在预设了工艺参数和分光比后，能自动完成耦合器的生产过程。制成的Ｘ型单模光纤耦合器的附加损耗小于０．２ｄＢ，分光比误差小于２％，成品率９０％。     

截断拉盖尔-高斯光束的MG2因子

用广义截断二阶矩方法对截断圆对称拉盖尔高斯光束的广义光束传输因子(MG2因子)作了研究,得到了MG2因子的解析公式,并用数值计算例作了说明。研究表明,截断圆对称拉盖尔高斯光束MG2因子与截断参数和光束的阶数有关。随着截断参数的增加,MG2因子逐渐趋近于无截断圆对称拉盖尔高斯光束的光束传输因子值。     

光纤激光器高阶模式对相干合成特性影响分析

为了分析光纤激光器中高阶模式对相干合成的影响,采用将光纤激光器的基模以及高阶模式近似表示为拉盖尔-高斯光束的线性叠加的方法,利用拉盖尔-高斯光束的传输特性,得到了当光纤激光器的输出光束包含高阶模式时,激光器阵列相干合成的远场光强分布模型。同时以光纤激光器中输出混合模式为LP01和 LP11以及输出混合模式为LP01和LP02两种情况为例,分析了存在高阶模式的远场相干条纹的峰值功率和条纹对比度。结果表明,当光纤激光器中高阶模式为 LP11模时,远场相干条纹的峰值能量随着LP11模的增加线性下降;当光纤激光器中高阶模式为LP02模时,远场相干条纹的条纹对比度随着 LP02模的增加线性下降。     

折射率环状分布光纤中基于高阶贝塞尔函数的轨道角动量模式分析

根据轨道角动量(OAM)密度的定义,推导出高阶贝塞尔光束和高阶拉盖尔高斯光束一样具有轨道角动量,且不存在发散角的问题,并基于该理论提出了一种适合基于高阶贝塞尔函数的OAM光束传输的折射率环状分布的光纤结构。理论分析了在这种折射率环状分布结构的光纤中可能传输的OAM模式,并且仿真得出了这几个OAM模式的强度分布图和相位分布图。理论分析的结果表明,光纤中可以传输的模式数目并不单纯随着某一个光纤结构参数的改变呈线性变化,而是取决于折射率环状分布光纤内径和外径分别对应的归一化频率V1和V2的区间内所有阶贝塞尔函数根的总数目。     

微结构光纤的有限元分析计算法

利用有限元法对零色散点在780nm的均匀微结构光纤进行经过简化的矢量波动方程模拟计算，获得了所需要的模场分布、有效折射率、色散、有效模面积等参数，并与实验数据相参照验证了这种方法的准确性和精度。进而将这种计算方法用于非均匀微结构光纤的模拟计算，不仅获得了很好的结果，与其他方法相比还具有更快的计算速度，计算所得到的结果对将来设计和拉制微结构光纤很有帮助，并且这种方法在设计不规则的微结构光纤方面具有很好的优势。     

单模光纤色散的研究

本文将波导参数无量纲化,导出了单模光纤的新色散公式;利用变分—有限元法解决了具有任意圆对称折射率分布芯的单包层、双包层和多包层单模光纤色散特性计算的数学处理问题。对于二根已知其折射率分布的单模光纤,进行了理论计算并预言了它的色散特性曲线,其结果与意大利CSELT同行的测量结果非常一致,从而证实了文中提出的理论模型的正确性,及其可用于预言和设计新型单模光纤的实用价值。     

熔锥型宽带保偏光纤耦合器的研究

熔融拉锥型宽带保偏光纤耦合器的制造工艺及其工艺参数的设置,对器件的性能有直接的影响.根据熔融拉锥型宽带保偏光纤耦合器的原理和光纤电磁理论,结合试验事实,对熔融拉锥的工艺进行了总结:实现了常规熔融拉锥型宽带保偏光纤耦合器的制作,并对产品进行了测试,完成了预期研究目标.     

拉锥光纤的制作工艺与测试方法

在分析移动火苗拉锥技术原理的基础上,对商用拉锥机参数进行了分析,并设计、制作了不同形状的拉锥光纤。为了检测制成的拉锥光纤实际形状与理论预测的符合度,设计了傅立叶光学衍射测量系统,对拉锥光纤样品测试,结果证明了理论分析方法的合理性。对固定火焰拉锥机,给出了控制拉伸距离得到特定形状拉锥光纤的方法。     

基于强耦合理论的熔锥型单模光纤耦合器研究

根据光纤的强耦合模理论,阐述了熔融拉锥型光纤耦合器的工作基理,并研究了熔融拉锥法制作单模光纤耦合器的过程,分析了各参数对耦合器性能的影响,利用光学测试系统测试了光纤耦合器各光学特性参数。经大量实验表明,强耦合模理论与实验结果吻合,说明该方法的可行性；同时拉锥法制作的光纤耦合器具有较好的性能特性,表明该方法具有制作过程简单、附加损耗低、方向性好、均匀性好、环境稳定以及成本低廉等优点。     

基于强耦合理论的熔锥型单模光纤耦合器研究

根据光纤的强耦合模理论,阐述了熔融拉锥型光纤耦合器的工作基理,并研究了熔融拉锥法制作单模光纤耦合器的过程,分析了各参数对耦合器性能的影响,利用光学测试系统测试了光纤耦合器各光学特性参数。经大量实验表明,强耦合模理论与实验结果吻合,说明该方法的可行性;同时拉锥法制作的光纤耦合器具有较好的性能特性,表明该方法具有制作过程简单、附加损耗低、方向性好、均匀性好、环境稳定以及成本低廉等优点。     

单模色散位移光纤的高斯近似理论

本文基于高斯近似建立了一种研究单模色散位移光纤的理论模型。可以直接从实测的色散位移光纤本身或其预制棒的径向折射率分布计算出光纤的色散、模场直径（ＭＦＤ）和非线性效应有效截面积等参数。理论计算和用仪表实测的光纤传输参数相比较得到了满意的结果。     

基于单个光纤光栅和光纤环光纤反射器的特性分析

提出了一种由光纤光栅、光纤环和光纤方向耦合器组成的全光纤反射器的理论模型，详细地分析了该模型的输出特性，推导出了光光纤光栅为均匀Bragg光栅时，该模型输出光谱与有关参数之间关系的数学表达式，对决定反射器输出光谱特性及其规律的参数进行了详细讨论，其结果可以为今后该器件的制作及关键技术的解决提供参考。     

一种新型的STM探针

以普通的石英光纤为材料，用熔拉腐蚀复合的方法制备出nm量级的光纤探针，而后在针尖表面镀上数十nm厚的金属膜，达到导电性，使其能传导隧道电流，从而研制出一种新型的扫描隧道显微镜（STM）光纤隧道探针，在STM上取得了比较理想的实验结果。本文将光纤隧道探针与金属隧道探针作了比较，并对其性能作了分析。