光纤波导色散的比例性质研究

基于麦克斯韦方程组的比例性质,讨论了光纤波导色散的比例性质,并对普通光纤、Bragg光纤和光子晶体光纤的波导色散进行了理论研究。以Bragg光纤为例,提出了一种根据波导色散的比例性质灵活设计光纤色散特性的方法。     

基于等效折射率方法的微结构光纤单模特性分析

等效折射率方法是在传统光纤理论的基础上发展而来的。阐述了等效折射率方法，利用矢量波动方程分析了微结构光纤包层空间填充基模的传播常数，以及有效折射率与波长的关系，并计算了纤芯缺陷分别为1孔、3孔、7孔时光纤的归一化频率。在传统光纤理论的基础上，通过对归一化频率的分析，讨论得出不同占空比时光纤的无尽单模区，以及单模区与多模区的特性变化，这为设计单模大模场微结构光纤提供了参考。对等效折射率方法做了进一步总结，分析了其应用优点和局限。     

光子晶体光纤的色散特性及其应用

光子晶体光纤(PCF)的色散特性与传统光纤有显著的差别。从光子晶体光纤的结构特点出发，分析了PCF的色散特性，介绍了其潜在应用。     

光子晶体光纤和波导

文章简述了光子晶体光纤和光子晶体波导的类型,导光原理及制作方法等,展示了近年来它们的进展及重要的应用前景。     

光子晶体光纤超平坦色散特性的研究

利用有效折射率方法的标量近似理论对三角排列的光子晶体光纤超平坦色散特性进行了理论分析和数值模拟,研究发现改变光子晶体光纤包层空气孔半径或空气孔间距可以改变波导色散的特性,从而可以设计在不同波段,不同大小值的超平坦色散。本文的计算和分析可以为设计不同色散特性的光子晶体光纤提供理论依据。     

三包层WⅠ和WⅡ型单模光纤波导色散特性的研究

研究了三包层WⅠ和WⅡ型单模光纤的波导色散特性。结果发现在相同条件下，三包层WⅠ和WⅡ型单模光纤零色散点的调节范围比传统的双包层W型单模光纤明显增大。详细分析了几何参量P、Q和光学参量R1、R2对单模传输时的波导色散特性和低次模截止频率的影响。所得的研究结果为获得更为理想的色散补偿、色散平坦光纤及设计新型无源光器件提供了重要的依据。计算波导色散的方法可推广到多包层光纤。     

太赫兹波光子晶体光纤传输特性分析

利用矢量有限元法分析了太赫兹波光子晶体光纤单模截止频率和波导色散随光纤结构的变化特性．结果表明，太赫兹波光子晶体光纤的单模截止频率随着光纤空气孔占空比的变大而降低，零波导色散点频率随着空气孔占空比变大而增加，约束损耗随着空气孔的圈数增加而降低．     

晶体包层型光纤偏振器的理论分析

本文对各向异性晶体包层型光纤偏振器进行理论分析.首先用外插法计算了五硼酸钾晶体在长波长范围的折射率,接着以平面介质波导模型计算一侧包层被晶体包裹的光纤偏振器的消光比,又以W光纤模型计算全部晶体包裹的光纤偏振器.最后将两种偏振器性能作了比较和讨论     

单模光纤色散的解析形式

根据波导标量解本征值方程及其递推关系,提出一种利用Gloge关系求解单模光纤中波导色散的理论方法,给出了色散的解析形式,通过分析归一化传输常数的近似解与精确解间的差别论证了这种解析法具有精确求解的计算精度,给出普通单模光纤（G．652）光纤色散的实验数据,并与计算的色散解析解曲线加以比较,二者达到极好的吻合,利用所得到的结果,分析了数值微分法和经验公式的计算精度。     

用阶跃有效折射率模型研究光子晶体光纤色散特性

在采用阶跃有效折射率模型研究光子晶体光纤的可行性方面，提出了将普通单模光纤、色散位移光纤、色散平坦光纤作为一定极限条件下的折射率引导型光子晶体光纤特例的观点.通过编程计算，并与文献报道的实验数据对比，表明应用本模型可以揭示光子晶体光纤所具有的奇异的色散机理.特别是应用本模型具有更快的计算速度.还用本模型分析了空气孔直径、周期及芯径对色散特性的影响. 关键词： 折射率引导型光子晶体光纤 阶跃有效折射率模型 色散     

A study of multi-trapping of tapered-tip single fiber optical tweezers

We develop a pair of tapered-tip single fiber optical tweezers, and study its multi-trapping characteristic. The finite difference time domain method is employed to simulate the trapping force characteristic of this pair of single fiber optical tweezers, and the results show that the number of trapped particles depends on the refractive index and the size of the particles. The trapping force of this pair of tapered-tip single fiber optical tweezers is calibrated by the experimental method, and the experimental results are consistent with the theoretical calculation results. The multi-trapping capability realized by the tapered-tip single fiber optical tweezers will be practical and useful for applications in biomedical research fields.     

室温掺铒光纤放大器中实现参量控制无损耗光速减慢传输

本文对掺铒光纤放大器中的光速减慢传输系统进行深入研究,提出一种直接利用掺铒光纤放大器中抽运光 强度和掺铒光纤长度,通过优化控制参量来降低信号光强度损耗系数,从而可以实现无强度损耗光速减慢传输, 研究结果表明:当抽运光功率为3.5 mW时,信号光强度损耗系数近似为零;当抽运光关闭时,掺铒光纤长度为 0.1 m时,信号光强度损耗系数近似为零.     

An Efficient Dispersion Calculation Method for Axially Symmetric Optical Fibers

An efficient numerical modal calculation method for an axially symmetric optical fiber is presented using a numerical Galerkin's method. By decomposing the transverse electric field of a guided wave with Bessel functions of the first kind in cylindrical polar coordinates, we have shown that dispersion characteristics of an optical fiber can be obtained very easily. In order to illustrate the effectiveness of this suggested method, numerical examples are given for a step index fiber, a W-shape depressed inner cladding fiber, and a dispersion-flattened fiber.     

基于白光扫描干涉法的光纤折射率分布的测量

提出了一种光纤折射率分布的测量方法,采用白光扫描干涉技术,并在参考镜上构造与光纤样品相同的结构来克服白光相干长度短的限制,优化了光路,提高了干涉条纹间的对比度。采用与白光干涉信号的包络线呈高斯分布的Morlet小波作为小波变换的母小波进行拟合处理,得到光纤与已知折射率的匹配液之间的相对高度。通过计算获得光纤的折射率分布,并对获得的数据采用光纤折射率分布的经典函数进行拟合,得到多模光纤和单模光纤的决定系数分别为0.997 2和0.996 4。最后将实验获得的结果与官方参数进行比较,误差为0.01%,表明该种方法测量的精度较高,完全可以用来测量光纤的折射率。     

Estimation of coupling efficiency of optical fiber by far-field method

Coupling efficiency to a single-mode optical fiber can be estimated with the field amplitudes at far-field of an incident beam and optical fiber mode. We call it the calculation by far-field method (FFM) in this paper. The coupling efficiency by FFM is formulated including effects of optical aberrations, vignetting of the incident beam, and misalignments of the optical fiber such as defocus, lateral displacements, and angle deviation in arrangement of the fiber. As the results, it is shown the coupling efficiency is proportional to the central intensity of the focused spot, i.e., Strehl intensity of a virtual beam determined by the incident beam and mode of the optical fiber. Using the FFM, a typical optics in which a laser beam is coupled to an optical fiber with a lens of finite numerical aperture (NA) is analyzed for several cases of amplitude distributions of the incident light.     

Calculation of Birefringence Distribution in Optical Fiber Based on Analysis of Angle Between States of Polarization

A method of the calculation of spatial birefringence distribution in an optical fiber link is presented. This method is based on analysis of the polarization properties of the backscattered optical signal. The analytical results are compared with numerical results. This comparison gives excellent agreement. The spatial birefringence distribution is evaluated from the measurement of the round-trip Mueller matrices derived from calculation of the angles between the input and output state of polarization.     

Study of in-line single-mode optical fiber polarizer

The theoretical calculation method of multilayer metal-clad planar optical waveguide presented by Y. YAMAMOTO is greatly improved and transplant into the optical fiber and a suitable waveguide model of in-line single-mode optical fiber polarizer is set up to study its characteristics, the theorical analyses are in accordance with the experimental re suits. The polarizer whose extinction ratio is more than 30 dB at 0.633μm wavelength with an insertion loss of 0.5 dB is formed by grinding off the cladding on one side of a single-mode fibre and evaporating metal onto the polished durface in our Lab.     

光纤分布式测温系统中基于迭代法的高准确度温度解调算法

提出了一种利用喇曼散射原理的光纤分布式测温系统中基于迭代的高准确度温度解调算法.针对于常规的反斯托克斯-斯托克斯双光路比值的温度解调算法,该迭代算法进一步校正了光纤中双光路衰减系数差对温度敏感带来的温度测量误差,尤其适用于中距离且温度场复杂的测温环境,实现了高准确度的温度测量.通过理论分析确定了该迭代法的迭代格式,测量了相应的光纤参量,并在传感样机上编写相应的代码通过实验予以验证,在0～90℃温度范围,5km测量长度输出的测温曲线符合预期的测温效果.     

矩阵理论在半导体激光器耦合中的应用

傍轴近似下的光学矩阵理论,可以简化光束传输计算过程,使光学系统设计更为方便。将ABCD变换矩阵方法引入到耦合光学系统的设计中,运用高斯光束的ABCD法则,详尽地给出了某一耦合方式下的半导体激光器耦合入单模光纤系统的设计;另一方面,对系统的耦合损耗与耦合距离的关系进行了理论计算,并把计算结果与最近的实验报道做了比较,它们基本相吻合,说明此方法是可行的、合理的。从整个设计及理论计算来看,ABCD矩阵方法减少了复杂的计算,从而简化了设计过程,与通常的衍射计算相比,它不失为一种方便、有效的方法,同时它对生产半导体激光耦合器也有实际指导意义。     

The Effect of the Geometry and Mode Composition of Radiation on the Diffusing Properties of a Quartz–Polymer Optical Fiber with a Tefzel Light-Reflecting Shell

Optics and Spectroscopy - Numerical calculation of the hybrid modes is performed for a quartz–polymer optical fiber with the diameter of the optical fiber core of 400 μm and a diffusing...