微孔光纤的研究进展

本文在回顾微孔光纤研究历史的基础上，着重介绍了微孔光纤理论与实验研究的最新成果。     

非对称光子晶体光纤中的双折射和色散

采用矢量电磁波多极子方法,对两种类型的非对称光子晶体光纤——小微孔对称性破缺光纤和大微孔对称性破缺光纤,进行数值计算和模拟研究,得出了非对称光子晶体光纤能实现较高双折射,其拍长可达1mm量级的结论。此外还分析了小微孔对称性破缺光纤的色散,并和实验结果进行了比较,两者较为一致。     

D型微孔单模光纤的研制

本文首次报道了采用ＭＣＶＤ工艺和冷加工方法制作的Ｄ型微孔单模光纤的研制方法及光纤的性能参数，光纤的工作波长为１．３μｍ，具有不同的纤芯到微孔平面的距离，其中一根的距离已接近于零，损耗仅为５．６４ｄＢ／ｋｍ。     

微结构聚合物光纤套管法拉丝工艺

通过对微结构聚合物光纤拉丝工艺的研究,提出微结构聚合物光纤二次预制棒套管拉丝技术.为了降低光纤拉伸过程中微孔坍塌率,从光纤拉伸力和材料表面张力之间平衡的角度考虑,对拉丝炉中热区温度和长度进行控制,得到了预制棒拉丝炉和光纤拉丝炉中热区温度分布曲线.最后,通过对本体聚合法制备的椭圆芯六角对称微结构聚合物光纤预制棒的拉丝实践...     

基于飞秒激光的光纤三维微结构制备研究

为适应新型光纤传感器件的需要,进行了飞秒激光在石英光纤材料上制备三维微结构的工艺探讨。实验结果表明,光纤的烧蚀阈值约为1.5 J/cm2,烧蚀孔的深度与能量对数基本上符合线性关系。在一定条件下,适当的增加激光能量有利于改善微孔的垂直度。理论分析了锥孔和直孔的成形机理,探讨了微孔内壁形貌的形成机制和加工过程中光纤背面出现的崩碎现象。采用适当的加工工艺,试制了光纤F-P腔、光纤端部悬臂梁等三维微结构。     

在线近红外光纤光谱传感方法研究

提出了在线近红外光纤光谱传感方法,研制了光纤光谱传感器,对塑料发泡挤出过程参数(CO2气体浓度)进行在线检测实验,并对光谱数据进行分析与处理.其结果是令人满意的. 理论与实验研究表明,本文提出的在线近红外光谱光纤传感方法很好地解决了聚合物动态挤出过程中参数的实时在线检测问题,通过光谱分析,研究微孔塑料的发泡成核机理,揭示其成核过程,从而能监控聚合物动态挤出成型过程. 用该方法实现的微孔塑料实时在线光纤光谱传感检测系统,具有重要的理论与实际意义.(PD7)     

空芯光子晶体光纤的塌缩及选择性液体填充

研究了一种空芯光子晶体光纤(HC-PCF)的微孔塌缩特性,所用设备为传统光纤熔接机,对塌缩后的光纤实现了液体的选择性填充。并通过有限元法仿真分析了该空芯光纤在液体填充前后的基本参数:有效折射率、模场有效面积、数值孔径。通过仿真对比发现空芯光纤在中心孔选择性液体填充后非线性效应增大;通过实验得出了最佳光纤塌缩参数为光纤端面距离放电中心距离为50 μm,放电时间800 ms,放电强度为15.5 mA。     

D型微孔光纤偏振响应特性研究

本文对D型微孔光纤的偏振响应特性进行了实验测试和理论上的数值计算,表明其出射光的偏振度依赖于入射光的偏振方向,存在着明显的极化效应,这种效应是由于其特有的D型微孔结构破坏了光纤结构的旋转对称性而引起的,数值计算的结果和实验值基本相符合。     

光纤三维微结构的157nm激光微刻蚀

研究了157 nm激光刻蚀光纤三维微结构的基本性能。实验结果表明,石英材料的刻蚀率随脉冲数的增加呈下降的趋势,大光斑的刻蚀率高于同等条件下小光斑的刻蚀率。为提高微孔加工的质量,脉冲频率不宜高于25 Hz。     

不锈钢箔的脉冲光纤激光器精密微孔加工研究

光纤激光器是近年来发展迅猛的一种激光源,它具有光束质量好、体积小、免维护等许多优点.采用峰值功率为10 kw,最大平均功率为0.8 W的脉冲光纤激光器对50 μm的不锈钢箔进行微孔精密加工,得到了典型孔径为10 μm的微孔,最小孔径可以达到3 μm;同时得到了激光功率、激光脉冲重复频率、钻孔持续时间等因素与孔径大小的关系曲线,并对孔径大小以及影响孔径质量的这些因素进行了分析.实验表明用脉冲光纤激光器对不锈钢材料进行微孔加工是一种非常有效的方法.     

光纤通信工程中光纤的选用

分析了光纤的分类标准和性能指标,提出了光纤通信工程中光纤选型建议。     

光纤技术的发展及其在光通信中的应用

随着光纤网络的快速增长，光纤技术的发展越来越重要。光子晶体光纤是一种新型光纤，它将会极大地影响光通信的发展，为此对传统光纤进行了分析，对光子晶体光纤的性质和应用前景也进行了讨论和评价。     

Chirped rectilinear core longitudinally-graded optical fibers

Reported here is a straight-forward and flexible method to fabricate silica optical fibers of circular cladding cross-section and rectilinear cores whose aspect ratio and refractive index profile changes with position along the fiber in a deterministic way. Specifically, a modification to the process recently developed to produce longitudinally-graded optical fibers, LGFs [Opt. Express 20 (2012) 17394–17402], was employed. Herein reported are MCVD-derived germanosilicate fibers with rectangular cores where the aspect ratio changes by nearly 200% and the average refractive index changed by about 5%. Fiber losses were measured to be about 50 dB/km. Such rectangular core fibers are useful for a variety of telecommunication and biomedical applications and the dimensional and optical chirp provides a deterministic way to control further the modal properties of the fiber.     

光纤消逝场传感器传感结构的分析与应用

对光纤消逝场理论进行了详细分析,阐述了影响光纤消逝场传感器灵敏度的一些关键因素,并对几种常见的光纤消逝场传感光纤的优缺点进行了比较,主要包括圆柱形、D形、U形、锥形以及光子晶体光纤等结构的传感光纤。通过分析各种传感结构的光纤消逝场传感器的应用实例,归纳总结了提高光纤消逝场传感器传感灵敏度的一般方法,包括在传感光纤表面镀薄敏感膜或者金属膜、优化传感光纤结构、进行荧光标记以及用纳米粒子修饰等一系列措施。     

红外光纤的研究及应用

本文介绍了国外以重金属氧化物、硫系化合物及卤化物等材料为基质的红外光纤研制及应用现状,并简要比较了几种红外光纤的特点及发展潜力。     

大尺寸气孔微结构光纤在光纤光栅中的应用

将微结构光纤分为光子晶体光纤和大尺寸气孔微结构光纤两种。详细介绍了大尺寸气孔微结构光纤。其包层的气孔硅结构（或者聚合物硅结构）影响了包层模式的空间分布以及包层模式的有效折射率，使其表现出与传统光纤不同的光学特性。基于这种微结构光纤的光纤光栅对外部折射率的变化显示了很好的稳定性。偏振特性（对长周期光纤光栅）可以大大加强。基于聚合物硅包层的长周期光纤光栅显示了优良的温度调谐性能。     

Advancements in semiconductor core optical fiber

Presented here is a review of recent progress in the nascent field of glass-clad semiconductor core optical fibers. Such fibers, generally focused to-date on silicon and germanium cores, define a new class of optical fibers that have the potential to significantly advance the fields of nonlinear fiber optics and infrared power delivery. They also can provide considerable insight into the fundamentals of crystal growth and the interplay between thermodynamics and kinetics under non-equilibrium conditions. More specifically, this review begins with a brief history of the international efforts to-date and is followed by a more in-depth discussion of the processing and properties of crystalline unary (silicon and germanium) and binary (indium antimonide) semiconductor optical fibers prepared by a molten core approach that enables long lengths at relatively high speeds by comparison to other fabrication methods. Further, the fundamental performance limits are postulated as are a range of present and future applications.     

Engineering modes in optical fibers with metamaterial

In this paper, we report a preliminary theoret-ical study on optical fibers with fine material inclusions whose geometrical inhomogeneity is almost indistinguish-able by the operating wavelength. We refer to such fibers as metamaterial optical fibers, which can conceptually be considered as an extension from the previously much publicized microstructured optical fibers. Metamaterials can have optical properties not obtainable in naturally existing materials, including artificial anisotropy as well as graded material properties. Therefore, incorporation of metamaterial in optical fiber designs can produce a new range of fiber properties. With a particular example, we will show how mode discrimination can be achieved in a multimode Bragg fiber with the help of metamaterial. We also look into the mean field theory as well as Maxwell-Garner theory for homogenizing a fine metamaterial structure to a homogeneous one. The accuracies of the two homogenization approaches are compared with full-structure calculation.     

双芯光纤的制作及应用研究

双芯光纤是一种极其重要的无源光器件,它在光通信及光传感等方向发挥了不可替代的作用。首先介绍了目前主要存在的几种双芯光纤的结构、分类及其最新的制作工艺,然后根据双芯光纤独有的结构特性及两芯子之间耦合特性所表现出来的光谱特性在光纤传感与光通信领域的应用进行了叙述,最后通过数据知识平台的结果展示了近10年来与双芯光纤相关的热词并分析了双芯光纤近十年的发展趋势及其发展前景。     

光缆熔接工程中光纤类别的标示

由于当前同一类别光纤有多种标注方式，易使技术人员产生混淆，因而分别就标注在光缆外护套、光纤熔接机上同一光纤的不同标示进行了列表对比和说明。