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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 78 毫秒
1.
白晋军  王昌辉  侯宇  范飞  常胜江 《物理学报》2012,61(10):108701-108701
提出了一种低损耗、宽频段太赫兹双芯光子带隙光纤定向耦合器,光纤的包层由亚波长尺度呈三角晶格排列的空气孔组成, 两个纤芯分别由去掉7个空气孔构成.利用全矢量有限元法对光纤的色散、耦合特性以及损耗特性进行了理论分析. 研究表明,这种耦合器的损耗系数小于0.021 cm-1,更重要的是可以实现0.14 THz范围内的宽频定向耦合. 这种定向耦合器在太赫兹通信系统中滤波、波分复用、偏振分离和开关等技术中有潜在的应用价值.  相似文献   

2.
采用频率差在太赫兹范围的双波长激光器进行泵浦,利用光纤的四波混频效应,得到结构紧凑、频率可调的窄带太赫兹波源。为减小光纤材料对太赫兹波的吸收,采用了表面发射机制。从耦合波理论出发,详细分析了保偏光纤中的四波混频过程,得到了太赫兹波输出功率的解析表达式,并讨论了实现相位匹配的条件。结果表明,太赫兹波功率与泵浦光功率和光纤长度成正比,与太赫兹波长的3次方成反比。当泵浦光峰值功率为1 kW,在6 THz处得到的太赫兹波峰值功率达350 mW,功率转换效率约为0.01%。通过合理设置泵浦波长,可以实现太赫兹辐射在3~8 THz范围内连续调谐。该方案提供了一种新型的高功率、紧凑型的窄带太赫兹辐射源。  相似文献   

3.
提出了一种双芯太赫兹光纤定向耦合器,两介质圆柱分别悬挂于两环形介质层的内部,形成光纤的两个纤芯,通过调节结构参数可使两偏振模耦合长度相等,从而实现了耦合长度与偏振无关的特性。耦合器件长度可为光纤模式耦合长度的1/2,器件长度较短,这降低了模式传输损耗。采用有限元法对耦合器进行了数值分析研究,结果表明:耦合器的长度为0.535 cm,x和y偏振模的传输损耗分别为0.23 dB和0.19 dB;在保证两偏振模的耦合长度差小于1%的前提下,其带宽可达到220 GHz。  相似文献   

4.
低损宽频高双折射太赫兹光子带隙光纤   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
白晋军  王昌辉  霍丙忠  王湘晖  常胜江 《物理学报》2011,60(9):98702-098702
设计了一种低损耗、宽频段、高双折射太赫兹光子带隙光纤,呈三角晶格排列的亚波长空气孔包层实现了带隙的局域作用.利用全矢量有限元法对光纤的双折射及损耗特性进行了理论分析.结果表明,在大约0.3 THz的宽频范围内,类矩形纤芯太赫兹光子带隙光纤的损耗小于0.009 cm-1,相双折射在10-3数量级,群双折射可达10-2数量级. 关键词: 太赫兹 太赫兹波导 光子晶体光纤 双折射  相似文献   

5.
王豆豆  王丽莉  张涛  解忧 《光子学报》2014,43(6):606002
以太赫兹低损耗聚合物材料Topas环烯烃共聚物为基材,设计了一种带隙型光子晶体光纤.光纤由三角形排列的圆角正六边形空气孔构成包层,缺失四个近邻空气孔构成近菱形的二重对称空气芯.采用有限元法分析了该光纤在太赫兹波段的传输特性.结果表明:在1.5THz附近约0.3THz的宽频范围内存在光子带隙,光纤可以基于光子带隙效应将太赫兹波束缚在空气芯中传输.在1.4~1.6THz范围内具有10-3数量级的高双折射;x偏振基模和y偏振基模的损耗都小于0.1cm-1,分别在1.53THz和1.5THz处达到最小值0.029 1cm-1和0.028 7cm-1.所设计的太赫兹Topas光子带隙光纤具备结构简单、易制备、直径小而易弯曲的特点.  相似文献   

6.
为了在太赫兹波段实现远距离宽频带传输,设计了一种具有低吸收损耗的环烯烃共聚物(COC)作为基底材料双包层太赫兹光子晶体光纤。利用全矢量有限元法及模式选择理论,数值模拟了该光纤的单模传输范围、限制损耗、色散以及有效模场面积等特性。结果表明:优化结构参数可使在1~10 THz范围内基模限制损耗小于0.1 dB/m,二阶模限制损耗大于1 dB/m。因此可以获得1~10 THz的宽频带单模传输并且在1.5~10 THz内群速度色散可以控制在±0.1 ps/(THz·cm)。  相似文献   

7.
提出了一种基于悬浮式双芯多孔光纤的低损耗、宽带太赫兹偏振分离器.通过纤芯的多孔结构实现器件的低损耗特性,利用两个纤芯微结构的正交关系实现宽带的单偏振模式匹配.结构参数设计采用折射率反转匹配耦合法;数值计算采用全矢量有限元法;光纤基底材料选择太赫兹波段低损耗环烯烃共聚物COC.首先对单芯高双折射悬浮式多孔光纤的色散、模式双折射、基模在空气中的能量分数、以及损耗等特性进行了分析,在此基础上,对悬浮式双芯多孔光纤偏振分离器的特性进行了详细研究.发现该偏振分离器的工作带宽超过1.5 THz(0.8 THz到2.3 THz).其偏振分离长度和吸收损耗随频率的增大而增大,在1 THz,分离长度仅为0.66 cm;x,y两偏振的消光比分别为-14.64 dB和-14.84 dB,两偏振模式的实际吸收损耗均小于0.12 dB.相对于其他双芯光纤偏振分离器设计,该结构具有宽带、低损耗、设计简单、拉制容易、以及抗环境干扰等优点.  相似文献   

8.
采用全矢量有限元法,仿真设计了一种工作在2.5THz频段的中空芯太赫兹光子晶体光纤,用环烯烃聚合物材料(COC)制备了光纤样品,利用CO2激光泵浦气体太赫兹源搭建了测试平台并对光纤的太赫兹波传输性能进行了测试。实测光纤最低损耗0.17dB/cm、平均损耗约0.5dB/cm,在弯曲90°情况下光纤传输损耗波动小于5%,具有良好的可弯曲性;光纤输出端口的模场分布测试结果表明,光纤是以主模进行传输,太赫兹能量很好地被束缚在光纤芯中。  相似文献   

9.
介质/金属结构太赫兹空芯光纤的传输特性   总被引:1,自引:1,他引:0  
汤晓黎  石艺尉 《光学学报》2008,28(11):2057-2061
理论分析了金属、介质/金属结构空芯光纤在THz波段的模式结构和传输特性.金属空芯光纤支持TE11模式,介质/金属空芯光纤的介质膜厚在取最优值时支持HE11模式.对于波长为200μm的太赫兹波,内径为1 mm的两种空芯光纤,TE11和HE11模式的损耗分别为8.4 dB/m和2 dB/m.为优化介质/金属结构宅芯光纤的传输性能,分析了金属和介质材料的光学常数对衰减系数的影响.基于几种已发表的金属在太赫兹波段的光学常数,计算结果表明铝是最好的选择;初步测量结果显示,在各种树脂材料中聚乙烯在THz波段吸收较小,并且其折射率接近介质膜的最优值1.41,为太赫兹波空芯光纤中介质膜材料的理想选择.  相似文献   

10.
提出一种以新型聚合物Topas作为基底材料的类摩天轮型多孔芯光子晶体光纤。利用时域有限差分法对光纤的双折射率、损耗及色散等特性进行数值模拟。结果表明:该光纤在3~6 THz的工作频段内可提供10-1数量级的双折射率,在4 THz处达到0.1085的超高双折射率、10-1 dB/cm的总损耗、10-16 dB/cm的极低限制损耗和2.4×10-14 dB/cm的低弯曲损耗;该光纤在3~5.5 THz频率范围内拥有近零色散值,为±0.11 THz-2·cm-1。该光纤的良好特性对太赫兹光器件以及偏振传感等领域的发展具有促进作用。  相似文献   

11.
The silicon-based three-dimensional hybrid long-range plasmonic waveguide not only supports long-range propagation distance (~mm) but also has an ultra-small modal area (~10?2 μm2) at 1.55 μm. Here, we propose a directional coupler for effective coupling from a dielectric slab-waveguide to the hybrid plasmonic waveguide on a silicon platform. Our simulation results show that the coupler is able to excite hybrid long-range plasmonic mode with short coupling length, low insertion loss, and high extinction ratio. With the arm separation of 0.3 μm, the coupling length can be made 5.2 % of the propagation length of the hybrid plasmonic waveguide, while the insertion loss and extinction ratio are ?0.12 and 22.4 dB, respectively. This coupler offers the potential applications in signal routing between the hybrid long-range plasmonic waveguide and dielectric waveguide in the photonic integrated circuits.  相似文献   

12.
We propose a very short vertical directional coupler with polarization-insensitive high extinction ratios. The structure of the coupler has two deep-ridge waveguide structures in the upper and lower parts which can be implemented using a double-sided wafer process. The coupling length and extinction ratios of the vertical directional coupler with symmetric structures decrease as the thicknesses of the inner cladding layer and core layer decrease. The extinction ratio is improved using a slight asymmetry in the refractive indices of two core layers. As the thicknesses of the inner cladding layer and core layer decrease, the length of the vertical directional coupler for extinction ratios greater than 30 dB of both TE and TM modes decreases. A vertical directional coupler with a very short length less than 100 μm and polarization-insensitive high extinction ratios greater than 30 dB can be implemented using the structure proposed in this paper.  相似文献   

13.
单模与多模光纤耦合器的光束合波   总被引:2,自引:1,他引:1  
现有的光纤耦合器在作为分波器使用时具有较低的插入损耗,在作为合波器时插入损耗较大,为实现低损耗合波目的,提出一种由单模与多模光纤共同构成的混合型光纤耦合器。利用耦合波方程理论分析其工作原理,计算机模拟其耦合过程。采用熔锥法制作工艺,完成单模与多模光纤耦合器的制作,实验结果与理论模拟相吻合;该器件单模到多模光纤的耦合效率、多模到多模光纤的耦合效率均在90%以上,实现了两路光束的功率合波。作为低插入损耗合波器件可广泛应用于光通信以及双包层光纤激光器抽运光的注入。  相似文献   

14.
A large change in the refractive index originating in the transition absorption of erbium ions is induced in an Er3+-doped fiber. It is shown that the Er3+-doped fiber exhibits the nonlinear refractive index of n2=7.4 × 10−15 m2/W, which is 105−106 times larger than that caused by the optical Kerr effect in a usual silica fiber at the pumping, wavelength of 514.5 nm. The large nonlinear refractive index occurred in a fiber directional coupler fabricated with the Er3+-doped fiber optically changes the coupling condition. The coupling ratio changes up to 0.16 by increasing the pumping power up to 0.7 mW.  相似文献   

15.
鲍鑫  张德伟  邓海林  吕大龙  张毅 《强激光与粒子束》2018,30(6):063004-1-063004-5
为解决传统分支线定向耦合器带宽较窄,且应用到线性化器等微波元件中时受谐波信号影响较大的问题,提出了一个宽带且带有谐波抑制功能的定向耦合器。该定向耦合器在双支节定向耦合器的基础上增加一个支节,可有效地提高定向耦合器的带宽,同时将其传输线支节替换为低通滤波结构,以实现对高次谐波抑制的作用。仿真结果表明,该定向耦合器的反射系数和隔离度均小于-15 dB,传输损耗小于3.8 dB,波动范围0.5 dB,相位差为90°且与双支节耦合器相比增加1 GHz带宽。满足耦合器的设计指标,可应用到微波元件中,提高微波元件的性能。  相似文献   

16.
The nonlinear coupling characteristics of the nonparallel coupler due to photorefraction is investigated using coupled mode theory with a step-like refractive index profile. The calculated results show no significant degradation of the performance of the device when less than 3×104 W cm-2 optical intensity is coupled into the waveguide. The optically induced drift effects depend on the structural geometry and the initial light intensity. Means of reducing the crosstalk induced by the photorefractive damage are also presented. Numerical results are given to illustrate the nonlinear coupling characteristics of various structures and to establish useful guidelines for the design of nonparallel directional couplers.  相似文献   

17.
何昌杰  张威  巨金川  许流荣  曹鸿昌 《强激光与粒子束》2023,35(5):053004-1-053004-6
为实现模块化相对论速调管放大器功率、频率和相位的在线测量,对紧凑型高定向性高带宽的定向耦合器进行了仿真和实验研究。利用小孔耦合理论和相位叠加原理进行理论分析,设计了一种双孔紧凑型定向耦合器,在此基础上采用主、副波导正交连接,耦合孔沿轴向和角向二维分布的方法,进一步缩短了耦合器的长度。通过电磁仿真对耦合器各参数进行优化,模拟结果表明:当中心频率为10 GHz时,普通双孔定向耦合器对TM01模式的耦合度为-60.68 dB,在250 MHz的带宽内定向性大于20 dB,此时耦合区长度为3.49 cm。改进型定向耦合器对TM01模式的耦合度为-58.1 dB,在300 MHz的带宽内定向性大于20 dB,此时耦合区长度仅为1.8 cm(约0.6λ)。耦合器的冷腔实验测量结果与仿真结果符合较好。  相似文献   

18.
An improved 1 × 4 coupler based on all solid multi-core photonic crystal fiber is proposed and analyzed. The expressions to calculate the coupling length and the coupling efficiency are deduced based on the coupled-mode equations firstly. Then a full-vector finite element method (FEM) is used to calculate the coupling length and the coupling efficiency. Next, the propagation characteristics and the performances of the coupler are analyzed through using a full vector beam propagation method (BPM). Research shows that the results derived by FEM agree with that by BPM. The coupling length of the coupler is 4.1 mm at λ = 1.55 μm. A maximum coupling efficiency of 24.96% can be obtained. The coupling ratio is more than 22.5% over a wavelength range of 100 nm. The polarization-dependent loss at λ = 1.55 μm is equal to 0.73 dB. Finally, the influences of the micro-variation of structure parameters and the material refractive index on the working performances of the coupler are investigated.  相似文献   

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