耦合器分光比的精确控制

利用矩形近似理论对用熔锥法制作的耦合器分光比进行了分析。结果表明,影响分光比的主要因素为耦合区长度。给出了两者间变化的理论公式,并在实验中得到了证实。CorningSMF28光纤耦合器分光比随耦合区长度变化的实验值为0 04%/μm,实验值与理论值基本一致。通过调节耦合区长度,得到了精确的50∶50分光比的光纤耦合器。     

四端口光纤声光器件的耦合模理论

简述了光纤的声致折变机制,在复合光波导理论基础上讨论了光纤零耦合器与常规光纤耦合器的本质区别,指出零耦合器实质上是一段可以选择激励的双模光纤。从耦合模理论出发,求解了零耦合器中声致模耦合渐进方程组,给出了四端口光纤声光器件功率耦合的完整解析表达式,阐明了器件输出光的频移特性,解释了器件在声光谐振时具有的倍频声光调制、可调光移频、光滤波、光分束、光开关等功能。最后报道了器件作为可调光分束器或光开关的研究实例。     

熔锥型微纳光纤耦合器的理论与实验研究

针对熔融拉锥系统制得的熔锥型微纳光纤耦合器,选择适当的连续函数描述其光场分布,采用归一化的三角分布和矩形分布的加权叠加,以及高斯分布和三角分布的加权叠加实现了模场沿耦合器区域的连续变化;利用局部模式耦合理论推导出腰区及腰区附近锥形区的耦合系数计算公式,并得到微纳光纤耦合器输出光功率随拉伸长度的变化曲线.计算结果表明,随着拉伸长度的增加,光能量在两臂中来回交替耦合的程度变小并且呈现包络样,直至腰区耦合功能消失.通过实时监测拉制微纳光纤耦合器的输出光功率,得到火焰扫描宽度以及氢气流量对双纤失去耦合效应拉伸长度的影响:火焰扫描宽度(均匀腰区)越宽,拉伸长度临界值越大;氢气流量(熔融度)越大,拉伸长度临界值越小.实验结果显示,当光纤耦合器腰区直径达到1.6μm时,耦合功能消失,两输出端口光功率相同且恒定,微纳光纤耦合器具备稳定的光学传输特性.     

纤芯拼接区的传输特性及其在单模定向耦合器中的应用

本文从一阶微扰理论求得纤芯互相接触的光纤定向耦合器耦合区的传输特性.运用所得到的传输特性及由模式激发理论,计算了强耦合的单模光纤定向耦合器的耦合量.实测结果与理论计算吻合.     

熔锥型光纤耦合器拉制过程的仿真和实验研究

基于熔锥型光纤耦合器在拉锥过程中光纤锥形的渐变特性和光纤之间熔融度的变化特点,构建了光纤耦合器在拉制过程中波导结构的变化模型.利用光束传播法对耦合器的拉制过程进行数值模拟,得到耦合器输出光功率随拉伸长度的变化规律以及耦合器的能量分布图.理论模拟和实验结果表明,光纤间熔融度与制作耦合器时的氢气流量及拉伸速度有关,氢气流量大,拉伸速度小,熔融度就大;光纤之间的耦合作用与拉伸长度及熔融度有关,拉伸长度增加或熔融度增大,都会使光纤间的耦合更加显著;拉伸长度不大时,锥形区的耦合可以忽略;随着拉伸长度的增加,光纤变细,耦合作用逐渐增强,锥形区的耦合现象越明显,同时光场也逐渐由纤芯向外发散,产生附加损耗.     

分光比可调的光子晶体光纤耦合器

实验研究了一种磁流体包覆的光子晶体光纤耦合器,其分光比可由磁场在线调节。实验结果表明,耦合器耦合区的尺寸越小,其分光比随磁场的变化越敏感。在外磁场强度为0~14mT时,耦合区尺寸为27μm的耦合器分光比随磁场强度线性变化的灵敏度为0.0289mT~(-1)。耦合器耦合区尺寸越小,环境温度对分光比的影响越强。对于实际应用的耦合器,应综合考虑分光比的磁场调谐特性及温度响应特性,选择合适参数的光子晶体光纤耦合器。     

带有布喇格光栅的光纤失配耦合器的传输特性分析(英文 )

本文利用模式耦合理论,分析了光纤失配耦合器在耦合区带有一个布喇格光栅后两光纤中基模场的传输特性,得到基模场发生耦合现象的条件及满足的方程． 采用数值分析方法模拟耦合现象,并得出了带有布喇格光栅的光纤耦合器用于波分复用／解复用的最优化设计方案．     

带有布喇格光栅的光纤失配耦合器的传输特性分析

本文利用模式耦合理论,分析了光纤失配耦合器在耦合区带有一个布喇格光栅后两光纤中基模场的传输特性,得到基模场发生耦合现象的条件及满足的方程。采用数值分析方法模拟耦合现象,并得出了带有布喇格光栅的光纤耦合器用于波分复用/解复用的最优化设计方案。     

保偏光纤2×2定向耦合器

介绍一种已研制成的低损耗、宽带、结构紧凑的保偏光纤定向耦合器(PPFDC),它可用于今后的相干纤维光学传输系统或陀螺仪上。这种耦合器由两块直径为200μm蓝宝石球透镜、一块3dB分光器和四根锥形氧化铝陶瓷套管组成,套管上的基准扁平面用于使光纤在接点保持偏振。由于直管内光纤只有很短一段经过抛光,故光纤的固有热应力变化最小。光轴和机械轴成一定角度,因而光纤端面或透镜表面不会出现串扰光。耦合器的光学方向性大于50dB,在1.3μm波长区的反射损耗大于40dB。在1.2到1.4μm内的过量损耗小于1dB。消光比大于25dB。耦合器耦合区的长度包括两块球透镜和分光器在内约1mm,光纤端面分布反馈激光二极管的谱线宽度用耦合器由延迟自零检测系统测量。采用调相耦合器的新型保偏光纤陀螺仪的实验结果表明,灵敏度和稳定度均是适用的。这些实验结果证实耦合器的上述各种特性均是正确的。     

熔锥型光纤耦合器宽带特性研究

报道了在常规熔锥型单模光纤定向耦合器工艺基础上，以氢氟酸腐蚀法，将两光纤耦合区直径腐蚀成适当比例，用水平直接熔融拉锥系统，将耦合区域拉制成非对称臂组合波导，从而获得了具有宽频带特性、且尺寸较小的单模光纤定向耦合器，实验结果说明：通过控制耦合区长度，可以使耦合器耦合功率在某个特定波长附近、预定小于１００％分束比上具有相当平坦（宽带）特性；从而，通过控制组合波导的不同直径比，可望得到不同分束比宽带耦合     

Pulse Characteristics of Cavityless Solid-State Laser

We propose a theoretical model(cavityless pulsed solid-state-laser theory) to analyze the pulse characteristics of cavity-less solid-state lasers. A high gain Nd:YVO_4 end-pumped cavityless laser system is adopted to verify the theoretical model. It shows that the performance of output energy and pulse width achieved in cavityless configuration is better than that in resonator configuration when the small-signal gain reaches the saturated level.The simulation results calculated by our theoretical model agree very well with the experimental results. This agreement proves the validity of our theoretical model, which has great importance for theoretical analyses of high gain pulsed laser.     

Flexible cone impact dynamics based on space probe-cone docking mechanism

The theoretical model of docking impact dynamics based on flexible cone is presented according to F ppl-von Kármán’s non-linear differential equations and Hertz contact theory.Finite difference technique is used to solve this theoretical model.Results of the theoretical model show good agreement with the experimental and ANSYS/LS-DYNA simulation results.In addition,the influence of flexible cone parameters on impact process is discussed based on theoretical model systemically.     

MgO和Cu的弹性常数随温度及压强变化关系的研究

从Anderson-Grüneisen参数定义式和热膨胀系数定义式出发，根据Tallon的普遍化理论,推导出了一个用于计算弹性常数的理论模型,用所得到的理论模型分别计算了MgO和Cu两种固体材料的弹性常数 、 和 随压强以及温度变化的理论数值，并将理论计算结果与Kumar模型计算结果以及相关实验数据进行了比较，对所得到的理论模型计算结果与Kumar模型计算结果之间的差异性进行了分析和探讨。研究结果表明：所推导的理论模型计算结果与实验数据更加符合，并且由于所用的推导方法不依赖于晶体的结构,因此该模型具有更好的合理性和普适性。     

MgO和Cu的弹性常数随温度及压强变化关系的研究

从Anderson-Grüneisen参数定义式和热膨胀系数定义式出发,根据Tallon的普遍化理论,推导出了一个用于计算弹性常数的理论模型,用所得到的理论模型分别计算了MgO和Cu两种固体材料的弹性常数 、 和 随压强以及温度变化的理论数值,并将理论计算结果与Kumar模型计算结果以及相关实验数据进行了比较,对所得到的理论模型计算结果与Kumar模型计算结果之间的差异性进行了分析和探讨。研究结果表明：所推导的理论模型计算结果与实验数据更加符合,并且由于所用的推导方法不依赖于晶体的结构,因此该模型具有更好的合理性和普适性。     

MgO和Cu的弹性常数随温度及压强变化关系的研究

从Anderson-Grüneisen参数定义式和热膨胀系数定义式出发,根据Tallon的普遍化理论,推导出了一个用于计算弹性常数的理论模型,用所得到的理论模型分别计算了MgO和Cu两种固体材料的弹性常数C_(11)、C_(12)和C_(44)随压强以及温度变化的理论数值,并将理论计算结果与Kumar模型计算结果以及相关实验数据进行了比较,对所得到的理论模型计算结果与Kumar模型计算结果之间的差异性进行了分析和探讨.研究结果表明:所推导的理论模型计算结果与实验数据更加符合,并且由于所用的推导方法不依赖于晶体的结构,因此该模型具有更好的合理性和普适性.     

Theoretical development of a simplified wheelset model to evaluate collision-induced derailments of rolling stock

A theoretical method is proposed to predict and evaluate collision-induced derailments of rolling stock by using a simplified wheelset model and is verified with dynamic simulations. Because the impact forces occurring during collision are transmitted from the car body to the bogies and axles through suspensions, rolling stock leads to derailment as a result of the combination of horizontal and vertical impact forces applied to the axle and a simplified wheelset model enforced at the axle can be used to theoretically formulate derailment behaviors. The derailment type depends on the combination of the horizontal and vertical forces, the flange angle and the friction coefficient. According to collision conditions, wheel-climb, wheel-lift or roll-over derailment can occur between the wheel and the rail. In this theoretical derailment model of a simplified wheelset, the derailment types are classified as Slip-up, Slip/roll-over, Climb-up, Climb/roll-over and pure Roll-over according to the derailment mechanisms between the wheel and the rail and the theoretical conditions needed to generate each derailment mechanism are proposed. The theoretical wheelset model is verified by dynamic simulation and its applicability is demonstrated by comparing the simulation results of the theoretical wheelset model with those of an actual wheelset model. The theoretical derailment wheelset model is in good agreement with the virtual testing model simulation for a collision-induced derailment of rolling stock.     

近壁区理论耗散率k-ε模型的研究

提出在湍流边界层近壁区采用共振三波的理论模型描述湍流相干结构,根据理论模型计算了ε的分布。并且在传统k-ε模式基础上依照理论ε值计算了平均速度分布。在粘性作用层理论值与直接数值模拟符合很好。表明该理论方法不仅有益于对湍流机制的了解,而且可能为湍流的近壁模型化开辟一条新的途径。     

Nonlinear optical properties in double-sided nonlinear media with Z-scan technique based on the Huygens——Fresnel principle

We present a theoretical model to analyse the propagation of a Gaussian laser beam through double-sided nonlinear media. This model is based on the Huygens--Fresnel diffraction integral method. This theoretical model is not only consistent with the cascade structure model for a small nonlinear phase-shift but also can be used for a large nonlinear phase-shift. It has been verified that it is suitable to characterize the double-sided nonlinear media compared with the cascade structure model. A good agreement between the experimental data and the results from the theoretical model is obtained. It will be useful for the design of multi-sided nonlinear materials.     

反转岛附近原子核奇特性质研究进展

反转岛附近原子核奇特性质的研究是当前核物理研究的热点。 首先简要回顾和介绍了反转岛附近原子核奇特性质的实验进展, 然后介绍了对这些奇特核性质的理论研究进展。 主要包括相对论平均场模型、 壳模型、 Hartree Fock模型和宏观 微观模型在该区域的发展和研究结果。 重点介绍了宏观 微观模型在反转岛附近原子核奇特性质研究中的进展。 此外, 还分析和比较了各种理论模型在描述反转岛附近原子核性质上取得的成功和模型之间的差异。     

基于光纤循环延迟线的单模光纤偏振控制技术的新研究

本文针对原有光纤循环延迟线单模光纤偏振控制系统存在的技术和理论问题,提出了改进方案．技术上引入了旋转挤压器,理论上引入了反向旋转矩阵．理论和实验结果都证实了新方案的合理性．