光纤面板数值孔径的测量

本文在介绍几种光纤元件数值孔径测量方法的基础上,着重证明了用角透过率法测量数值孔径的不合理性,强调了应用三环效应测量数值孔径的优越性和可靠性,理论和实验进行了比较。     

利用远场法测量多组份玻璃自聚焦通信光纤的数值孔径

多组份玻璃自聚焦通信光纤是采用离子交换法在双坩埚拉丝炉中拉制出来的一种梯度折射率光学纤维。本文用远场法测量了多组份玻璃自聚焦通信光纤数值孔径。探测光辐射光功率用两种方法:园周扫描光功率探测和直线扫描光功率探测。采用圆周扫描光功率探测可同时测出数值孔径角,进而可得数值孔径值。本文采用棒状玻璃自聚焦微透境进行光源与光纤端面耦合。拍摄了在几种实验条件下波长为0.6328μm激光在固体介质——变折射率光纤中传输的模式分布图片。介绍了测量系统和测量结果。本测量系统同样可测量阶跃型光纤数值孔径。     

数值孔径对掺镱光纤振荡器模式不稳定阈值影响的实验研究

模式不稳定效应已经成为高功率光纤激光器中限制输出功率和光束质量进一步提升的最大障碍.用不同数值孔径的20/400阶跃折射率分布掺镱光纤搭建了光纤振荡器,并测量了它们的光光效率和模式不稳定阈值.实验结果表明,在同等注入抽运功率和抽运波长为976 nm的前提下,具有较低数值孔径的光纤尽管光光效率低于高数值孔径光纤的,但却表现出更高的模式不稳定阈值.这一结果表明数值孔径对光纤振荡器中的模式不稳定阈值有着显著的影响.因此,对于光纤振荡器的模式不稳定抑制而言,适当地优化降低数值孔径是一个抑制模式不稳定效应,进一步提升光纤振荡器模式不稳定阈值的方法,对于进一步提升光纤振荡器的输出功率和光束质量,有着明显的现实意义.     

影响石英单模光纤数值孔径测量的因素及分析

本文采用远场光斑法和光强法测量了石英单模光纤的数值孔径.实验结果表明,由光纤耦合条件不同导致的光斑形状变化,对数值孔径的测量影响不大,单模光纤的纤芯直径小,导致出射光存在较强的衍射现象,对数值孔径的测量造成较大的影响,无论采用光斑法还是光强法,需以衍射第1次极大为计算标准,尽量选择光斑中心为亮斑时测量其数值孔径.此外,用远场光斑法进行测量时,观察屏到光纤的距离要合适,太短或太长都会增加实验误差.     

用改进的分光计测量光纤理论数值孔径

为测量光纤数值孔径,对分光计进行改动,将准直管和望远镜系统对调,使准直管可以绕中心轴转动,采用体积小亮度高的LED作光源,并将其固定在准直管进光孔的狭缝处,以产生可以转动的平行光. 用改进后的分光计测量光纤的数值孔径,取得了满意的结果. 该方法简单易行,特别适用于大学层次的物理实验.     

光子晶体光纤数值孔径的测量和数值研究

光纤的数值孔径是光纤的重要参数,大数值孔径光纤在激光器和激光感应荧光系统中有很好的应用前景。光子晶体光纤的数值孔径与传统阶跃型光纤不同,它与光波长有密切的关系。因此,本文用光谱仪测量了不同结构的折射率引导型光子晶体光纤的数值孔径,并进行了数值模拟,研究了光波长、包层空气孔直径、孔间距等对光子晶体光纤数值孔径的影响,同时对光子晶体光纤的非线性系数、宏弯损耗、截止波长、有效模面积等与光波长有关的参数进行了研究,取得了满意的结果。     

基于反射法的光纤位移 振动传感器优化设计

采用非相干光作为光源,以平面镜为反射面,对光纤位移 振动传感器的性能进行研究。推导出光纤输出功率与测量距离的解析表达式,并详细探讨了不同光纤半径、光纤数值孔径、发射光纤和接收光纤间距、发射光纤和接收光纤轴线夹角下输出功率比与测量距离之间的内禀关系。仿真结果表明:光纤半径越小,光纤间距越大,可以测试的距离范围越小;光纤数值孔径、光纤轴线夹角越小,可以测试的距离范围越小。通过分析不同情况下,输出功率比随测量距离变化的关系,可以在实际工程应用中根据测量需要选择设计合适的传感器。此外,还对测量误差进行了分析,得到光纤轴线夹角越小,测量距离的范围越大,误差率越小,当光纤轴线夹角为0.25时,误差率约为1%。     

利用光学方法实现光纤光谱衰耗特性的稳态测量

本文叙述了利用光学方法获得近似平衡模发射(即EMD发射)实现光纤光谱特性稳态测量的新技术,并给出了实验系统框图,分析和讨论了实验结果。通过实验证明,本方法与其他方法测量结果吻合较好,从而验证了国内外有些学者提出的严格控制注入光斑、数值孔径大小可得模功率稳态分布的理论。     

基于钠铝硼硅酸盐玻璃的近红外宽带PbSe量子点光纤的光传输特性

用高温熔融二次热处理法,制备了钠铝硼硅酸盐PbSe量子点玻璃及量子点光纤。光纤中量子点的尺寸为4.73 nm±0.25 nm,吸收和辐射峰分别位于1450 nm和1500 nm。测量了量子点光纤的吸收谱、光致荧光(PL)光谱、PL峰值光强随抽运功率的变化,以及980 nm抽运功率在光纤中的衰减系数、PL峰值光强和PL峰值波长随光纤长度的变化。确定了量子点光纤随波长变化的衰减系数、抽运激励阈值功率和饱和功率。从能级跃迁、表面效应等方面解释了实验现象。     

紧凑长轴向色散光谱共焦镜头

为提高和扩大光谱共焦位移传感器的测量精度和测量范围,并解决像方测量大数值孔径和物方光纤小数值孔径匹配下镜头过长的问题,设计一种紧凑型长轴向色散光谱共焦镜头。色散镜头用5个球面镜片,在工作波长450～700 nm内轴向色散范围达3.5 mm,波长和焦移线性拟合相关系数为0.97,像方数值孔径为0.48,光学长度为135 mm。在相同的镜头参数下,该色散镜头的轴向长度相比普通色散镜头减少了约35%。最后利用设计的色散镜头搭建光谱共焦位移测量系统,并进行性能评估实验。实验结果表明,该系统的最大测量标准差为0.05μm,最大平均绝对误差为0.04μm,实际轴向分辨率优于0.5μm,对被测物的最大测量角约为28.5°。     

压电薄膜变形镜响应函数计算及参数优化

 针对方口径压电薄膜变形镜,采用傅里叶级数法推导了其机电行为的数学解析式。并利用该表达式对该类变形镜的交联值、使用口径等性能指标进行了研究。结果表明：交联值随电极尺寸呈线性变化关系,在可用范围内保持在0.6以上,压电薄膜变形镜大的交联值保证了其对低阶像差强的校正能力;变形镜的校正能力与通光口径密切相关,其最佳使用口径比约为0.8。     

Z-扫描参量对薄膜材料三阶非线性光学特性的影响

采用数值计算方法对薄膜材料的Z-扫描参量进行研究.对不同激光脉宽下Z-扫描的三阶非线性折射系数和吸收系数进行分析,结果显示不同等级的脉宽激光器对计算结果的数量级影响很大.对不同小孔光阑半径的Z-扫描闭孔曲线进行仿真,结果显示光阑小孔越小,获得特征曲线的峰谷值越明显.对不同光阑离透镜焦点的距离值进行Z-扫描闭孔曲线仿真,结果显示距离为1/2透镜焦距值时闭孔Z-扫描曲线能得到相对较大的峰谷差值.数值分析结果与相关文献报道的实验结果基本一致.     

Further comparisons between the conventional and the modified Schwarzschild objectives

The performance of the modified Schwarzschild objective configuration in comparison with the ordinary configuration is further investigated, completing the analysis presented in a previous work, which was concerned with the trend of the image-plane resolution against the numerical aperture. Here, we compare the third-order aberration coefficients in both configurations, illustrating the dependence of each coefficient on both the on-axis object position and the numerical aperture. This conveys the tolerances of the two configurations to lateral and mirrors’ axial misalignments. Also, the nonconcentric mirror configuration is considered and the relative performance confronted with that of the modified configuration. PACS 42.15.Eq; 42.82.Cr     

利用多扇区介质透镜得到TM01模激励的圆锥喇叭笔形波束辐射

 给出了一种改善TM₀₁模辐射特性的方法，由不同厚度的扇区组成的介质透镜放置于圆锥喇叭口径处，适当地选择各个扇区的厚度，从而产生圆极化的轴向为极大值的远场方向图。推导出了该天线辐射场的解析公式，解析结果与数值模拟有较好的吻合。当工作频率为5 GHz时，天线的增益达19.6 dB，口径效率31.3%，具有15.8%的带宽(反射系数S11<0.2), 且适合于高功率辐射。     

Diffraction of an obliquely incident wave beam by a rectangular aperture

The diffraction problem of an obliquely incident wave beam on a rectangular aperture can be reduced to that of normal incidence by expressing the incident wave beam in a form convenient for the discussion of the problem. In this paper the diffraction field is obtained by using this expression. The field is then expanded into a series of beam mode functions. The expansion coefficient of the series can be expressed in a simple form. A numerical example of the coefficient is shown for the diffraction by a half plane.     

Effect of optical aperture on the derivation of volume emission coefficient from side-on intensity measurements of cycling cylindrically symmetrical sources

An integral equation, analogous to the Abel integral equation for the derivation of volume emission coefficient from side-on observations, is developed which takes account of finite optical aperture. This integral equation is partially inverted and the solution is used to examine the effect of finite optical aperture for two simple distributions of volume emission coefficient.It appears that the error arising from the effect of finite optical aperture is negligible in most practical cases.One important and interesting result that emerges from this treatment is that the volume emission coefficient derived on the axis (r=0) is independent of optical aperture and is therefore correct whatever the aperture.     

Means for easy and accurate measurement of the stimulated Brillouin scattering gain coefficient in optical fiber

We propose and investigate an accurate method for the experimental measurement of the stimulated Brillouin scattering gain coefficient in optical fiber. The gain is extracted from measuring the transmitted pump power at the threshold of stimulated Brillouin scattering (SBS) laser oscillation in a Fabry-Perot cavity formed by Fresnel reflection at the fiber ends. The method is free from a range of uncertainties and difficulties of commonly used approaches and is easy to implement. Experimental evidence of the variation of the SBS gain coefficient with numerical aperture of the fiber, first predicted in [Phys. Rev. Lett. 85, 1879 (2000)], is proven.     

基于漏波波导的X波段高功率微波天线

 基于漏波波导行波天线辐射理论,设计了一种X波段基于漏波波导的高功率微波（HPM）天线。采用微扰法和横向谐振法对天线的辐射特性进行分析,结合数值模拟优化给出了一种基于漏波波导的X波段HPM天线的设计方案。数值模拟表明:该天线在9.6 GHz时增益为26.2 dBi,口径效率大于70%,反射系数小于-20 dB。通过理论分析与数值模拟得到该天线的功率容量大于200 MW,在最大增益点上对ns量级短脉冲的远场响应波形不存在畸变,验证了该天线在HPM条件下使用的可行性。     

提高光纤面板数值孔径（NA）测试精度的措施

本文介绍了光纤面板数值孔径的测试原理与仪器，重点讨论了提高数值孔径测试精度的几项措施，并给出了测试结果。