单模光纤模斑尺寸测量

一、引言单模光纤的模斑尺寸是光纤芯径、折射率分布及工作波长的函数。在弱导单模光纤中,电磁场的径向分布可近似用高斯函数来描述,因而只需要单一参数——模斑尺寸(?)即可表达单模光纤中的电磁场径向分布。模斑尺寸ω_0定义为单模光纤中 HE_(11)模式功率密度下降到最大值的1/e 处的宽度。     

一种简单的单模光纤模斑尺寸测量方法

本文是在基模场分布为高斯函数的基础上,提出了通过测量远端光强来算得单模光纤模斑尺寸的方法。     

用光学信息处理方法测量单模光纤中的场分布

与近场，远场测量法不同，以计算全息法制作高斯拉盖尔函数空间匹配滤波器，并用光学信息处理方法测量单模光纤中的场分布，很容易测得以高斯拉盖尔函数作为正交基元函数进行展开的各项系数，并能方便地得到该函数的解析表达式，其结果是非常接近于本文所用被测光纤的实际场分布。     

单模与多模光纤光场的统计相关性

用准均匀光源及部分均匀相干光源分别处理多模及单模光纤,利用二阶统计相关函数及角相关函数计算了光纤端面及衍射场的光场统计性质,得到了光纤横向相关长度、角相关长度、有效发光孔径角、光强分布等参数,并与实验进行了比较。     

模场直径对单模光纤接续损耗的影响

模场直径描述了单模光纤所传输的光能在光纤中的分布情况,对于单模光纤耦合和接续是一个很重要的参数。光纤中光能分布情况可用高斯公式描述。在这种情况下,我们可算出两根待接光纤的模场直径不同所引起的接续损耗。通过试验数据的分析,可以看出试验结果和理论计算较为接近。本文仅涉及模场直径对单模光纤接续损耗的影响。     

大模场单模增益光纤的研究进展

高功率光纤激光器的发展面临着各种非线性效应和输出模式和功率不稳定等技术瓶颈,而大 模场单模光纤被认为是解决该类问题的主要手段。 本文系统总结了各种典型的大模场单模增益光纤,阐述了各种光纤的 结构特点以及实现原理,重点分析 了光纤的模场面积、输出功率、抗弯曲特性、激光光束质量和制备难度等几项关键指标。最 后介绍了作者最新设计的新型异质包层螺旋侧漏大模场 单模光纤结构模型及其实现路径,该光纤芯径在50～200μm范围内 具有可调控性,且制备相对简单,有望成为大模场单模光纤 发展的一个新的方向。     

增益导引折射率反导引光纤激光特性的研究

为了实现大模场单模光纤,采用增益导引和折射率反导引相结合的新方法,进行了腔镜反射率对增益导引折射率反导引光纤激光器影响的理论研究,数值模拟了不同增益系数和负折射率差值情况下的模场分布及对模场的影响,得出了单模运转条件。结果表明,增益导引和折射率反导引光纤可以实现大模场面积,这为设计大模场光纤提供了理论依据,具有重要的指导意义。     

单模光纤相移三维轮廓测量术

提出了一种新的计算机图像处理光栅投影三维轮廓测量系统，该系统用一分二单模光纤耦合器产生正弦光强分布的投影光栅场；将光纤一臂绕在压电陶瓷（ＰＺＴ）环引入相移。将该系统用于实际测量得到了满意的效果。该系统具有结构简单、体积小、重量轻、光栅条纹清晰并且光强正弦分布等优点，有很高的实用价值。     

椭圆孔光子晶体光纤的偏振特性

摘要采用正交函数算法，提出了一种新型椭圆孔光子晶体光纤的本地正交函数模型。采用两种周期性结构的叠加构造超格子，用以表征光子晶体光纤(PCF)的横向折射率分布，同时将横向电场展开为Hermite-Gaussian函数。从电磁场的波动方程出发得到关于传播常数的本征方程。进而得到光子晶体光纤的传播常数、模场分布、偏振特性等传输特性。应用此模型讨论了椭圆孔光子晶体光纤基模两个偏振模式的双折射和群速度走离特性。研究表明，椭圆孔光子晶体光纤具有较大的模式双折射和群速度走离，双折射、群速度走离与频率的依赖关系和普通保偏光纤不同。另外椭圆孔光子晶体光纤还可实现在单模区同时保持高双折射和零群速度走离，可用于研究光纤的非线性。     

单模与多模光纤光场的统计相关性

用准均匀源及均匀部份相干源分别处理多模及单模光纤,利用二阶统计相关函数及角相关函数计算了光纤端面及衍射场的光场统计性质,并与实验进行了比较。     

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。     

任意折射率分布单模光纤的色散

本文解决了任意折射率分布单模光纤色散的精确计算问题。文中提出了‘光纤光学尺寸’的概念,並由此导出了新的单模色散公式。色散公式中的各参数分别利用变分-有限元法和Sellmeier系数算出。利用依此编制的计算机程序研究了折射率中间凹陷对阶跃单模光纤色散的影响,计算了各种方次律分布单模光纤在1.3μm、1.55μm两个低损窗口处的色散曲线。全部计算工作是在DJS-8计算机上完成的。文中提供的方法不仅可用于精确计算实际单模光纤的色散,还可用来研究新型光纤,为单模光纤的设计制造和测量提供重要资料。     

单模光纤模场分布特性

介绍光纤的概念及其种类,光纤损耗和传输优点,并应用matlab软件数值模拟了单模光纤模场的分布特性,结论为光纤器件的制作提供参考.     

OTDR法在单模光纤测试中的应用

本文介绍了用OTDR法对单模光纤(1300nm)损耗、光纤衰减沿长度的分布曲线、故障测量及接头损耗测量的一些现象,并进行了分析。文中还验证了单模光纤的模场直径、截止波长、相对折射率差对OTDR曲线的影响。     

线阵光纤阵列相干合成光束的远场光功率分布

激光相干合成所得光束的远场能量分布直接影响其实际应用。针对基于四芯线阵光纤阵列的激光相干合成研究了远场能量分布。采用高斯分布函数近似描述单模光纤出射光束能量分布,推导合成光束的远场能量分布的一般表达式,用MATLAB进行数值计算,并搭建实际相干合成系统进行测试以验证计算结果。研究结果表明:四芯线性光纤阵列的相干合成光束能量近似高斯分布,横向截面内表现为两两组合所形成的三种周期六种干涉场的叠加。实验结果与理论计算吻合,研究对光纤阵列相干合成光束的远场应用具有指导意义。     

拉丝张力对单模光纤截止波长和模场直径的影响探究

现代社会的信息技术越来越发达,随着通讯网、互联网、有线电视的普及,单模光纤的应用也越来越广泛,因为它具有输出信息量大、传输信息完整性高、信息传递距离远、抗外界干扰能力强、抗腐蚀性能高等许多优点,受到了人们的青睐.为了使单模光纤的各项性能更加完善,各个地方的技术人员对单模光纤的拉丝张力对截止波长和模场直径进行了相应的研究.本文通过探究拉丝张力对单模光纤截止波长和模场直径的影响,得出了拉丝张力对单模光纤性能的影响规律.     

轴向移动孔径法测量单模光纤模场直径

本文在假定单模光纤横端面上的近场为高斯分布的前提下,从理论上导出了其远场分布也是高斯分布。根据所得的理论结果,文中提出了用轴向移动孔径法测量单模光纤模场直径新方法,并且进行了实际测量,其结果令人满意。     

轴向移动孔径法测量单模光纤模场直径

本文在假定单模光纤横端面上的近场为高斯分布的前提下,从理论上导出了其远场分布也是高斯分布。根据所得的理论结果,文中提出了用轴向移动孔径法测量单模光纤模场直径新方法,并且进行了实际测量,其结果令人满意。     

新型大模场光子晶体光纤传输系统及其传输特性分析

通过在多模光子晶体光纤的两端分别连接一根单模光子晶体光纤,对其选择合适的参数,形成一种可以实现低弯曲损耗、大模场单模传输的光纤传输系统。运用数值仿真,分析了该传输系统在模场面积、弯曲损耗、连接损耗等方面的特性。研究结果表明,多模光子晶体光纤与单模光子晶体光纤所组成的系统可实现有效的单模传输;工作波长为1064nm时,多模光子晶体光纤在直波导状态时的基模模场面积可达1593μm2;在弯曲半径低至10cm时,多模光子晶体光纤仍然可以保持低损耗传输。经过对多模光子晶体光纤结构参数的优化,其与单模光子晶体光纤的连接损耗降低至0.085dB。     

采用多模光纤透镜的光纤麦克风理论与实验研究

对现有强度调制型光纤麦克风做了分析和讨论,采用单模光纤(SMF)熔接多模光纤(MMF)的方法设计了一种新的反射式光纤麦克风。适当长度的折射率分布为抛物线形的多模光纤具有准直透镜的作用,直接熔接在单模光纤上,可以使光纤麦克风进一步微型化、成本低廉化。用单频正弦波信号做声源测试该光纤麦克风,输出正弦波电压信号与声源频率一致,振幅随声源振幅线性变化。结果表明,该结构的光纤麦克风在原理和实验上可以用于语音通信中。