塑料光纤微分模延迟的频域相移法研究

塑料光纤的微分模延迟数据对研究塑料光纤的色散特性具有非常重要的意义。采用频域相移法测量了不同长度的两种折射率分布塑料光纤：阶跃型塑料光纤(SI—POF)和渐变型塑料光纤(GI—POF)的微分模延迟曲线。实验结果表明,由于短光纤可以忽略模式耦合和模式损耗,1m塑料光纤的微分模延迟测量值与理论计算值吻合得非常好。因此,频域相移法可以简单、方便、精确地测量塑料光纤的微分模延迟。此外,通过比较不同长度塑料光纤的微分模延迟曲线的变化,可在一定程度上分析光纤中存在的模式耦合。     

等效电流方法计算单模光纤的辐射损耗

本文将无源的不规则波导看作有源的理想波导,求等效极化电流电场,直接得到单一光波导模间耦合和辐射损耗问题的解。用这个方法计算了阶跃单模光纤折射率轴向不均匀变化的损耗。这种方法完全脱离了耦合波的概念,它不但物理意义明确,而且求解问题的方法简洁。最后以单模光纤弯曲和微弯损耗为例,说明等效电流方法还适用于广义耦合波理论才能求解的问题。     

PMMA塑料光纤中C-H谐波吸收损耗的计算

通过对PMMA塑料光纤中的主要损耗因素C -H谐波吸收进行了理论分析 ,并进行了定量计算 ,结果与实际测量数据一致 .并从理论上验证了氘化、氟化降低塑料光纤损耗的机理 .得到不同量子数的伸缩振动和弯曲振动的吸收波数和损耗 .随着波长的增加 ,C -H谐波吸收损耗增加 ,而伸缩振动的吸收损耗比弯曲振动高一个数量级 ,且两者分别与量子数呈线性关系     

光纤／波导器件／光纤系统的损耗分析

测试分析光纤／波导器件／光纤系统的损耗，并介绍几种减小端面耦合损耗的对准方法。     

低损耗阶跃型塑料光纤(SI-POF)工艺的研究

介绍一种用高分子材料研制低损耗阶跃型塑料光纤(SI-POF)的新型工艺流程,采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)与其他高分子材料共聚合成一种阶跃型折射率分布塑料光纤(SI-POF).该光纤采用含氟树脂包层,可以降低损耗.原料的精馏提纯、聚合反应、拉丝等整个工艺过程都处在一个密闭系统中.探讨聚合反应方式对塑料光纤导光性能的影响,从而获得性能优异的塑料光纤,光纤的使用距离为50～100m,其导光性能为:光损耗小于200dB/km;数值孔径为0.35～0.55.     

轴向反馈式虚阴极振荡器辐射微波模式的远场测定

 采用远场测量法测量了虚阴极振荡器波导口的微波辐射方向图及虚阴极振荡器波导口处接上TM₀₁-TE₁₁模式转换器时的微波辐射方向图,接收喇叭口面与微波辐射口之间的距离为1.00 m,满足远场条件。结果表明：两种情况下的辐射主模式分别为TM₀₁模式和TE₁₁模式,从而证实了在实验装置轴对称的条件下,轴向虚阴极振荡器的微波辐射主模式确为理论所预期的TM₂模式。对辐射模式的分析表明,TM₀₁模式纯度约为90%,TE₁₁模式的辐射功率为TM₀₁模式的5%左右;TE₂₁,TE₀₁和TM₁₁模式三者的总辐射功率较TM₀₁模式低一个量级以上,微波辐射功率大于300 MW,辐射频率为4.6 GHz左右,微波脉宽大于40 ns。     

轴向反馈式虚阴极振荡器辐射微波模式的远场测定

采用远场测量法测量了虚阴极振荡器波导口的微波辐射方向图及虚阴极振荡器波导口处接上TM01-TE11模式转换器时的微波辐射方向图,接收喇叭口面与微波辐射口之间的距离为1.00 m,满足远场条件。结果表明：两种情况下的辐射主模式分别为TM01模式和TE11模式,从而证实了在实验装置轴对称的条件下,轴向虚阴极振荡器的微波辐射主模式确为理论所预期的TM2模式。对辐射模式的分析表明,TM01模式纯度约为90%,TE11模式的辐射功率为TM01模式的5%左右;TE21,TE01和TM11模式三者的总辐射功率较TM01模式低一个量级以上,微波辐射功率大于300 MW,辐射频率为4.6 GHz左右,微波脉宽大于40 ns。     

单模双折射光纤弯曲传输损耗的研究

利用检测单模双折射光纤弯曲传输损耗装置测绘了光纤的弯曲损耗图及光纤弯曲传输模式图．实验结果表明入纤光角度相同时，由于光纤弯部的曲率半径不同产生的弯曲损耗不同，而模式场分布与光纤弯曲无关．     

单模光纤连接损耗研究

本文从单模光纤高斯模场解析分析法入手,推出了单模光纤归一化频率与高斯模场直径的解析表达式,此后,导出了单模光纤连接中同时存在横向偏移,轴线倾斜,端面间隙,以及光纤直径不匹配时的连接损耗更加完整而普通的计算公式,从而为单模光纤连接器及单模光纤熔接机对准系统的设计提供了依据。     

用于高速数据通信的梯度塑料光纤

概述了梯度塑料光纤的开发历史和现状。从应用于高速数据通信的角度 ,介绍了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、全氘化和全氟化梯度塑料光纤的损耗、带宽、稳定性和寿命。详细介绍了梯度塑料光纤的损耗光谱和损耗机制 ,介绍了制作梯度塑料光纤的界面凝胶聚合技术和两种扩散法 ,分析了梯度塑料光纤的制作方法同折射率剖面和带宽的关系 ,讨论了梯度塑料光纤的稳定性同掺杂物质的关系。同时介绍了高稳定性梯度塑料光纤的研究进展及今后的发展动向     

Mode coupling in chalcogenide-glass optical fibers

Using the time-independent power flow equation, we have examined the mode coupling caused by intrinsic perturbation effects in step-index As₂Se₃ chalcogenide-glass multimode optical fiber in the mid-infrared region. Results show that the coupling length where the equilibrium mode distribution is achieved depends on the wavelength and is of the order of kilometers.     

基于单发光区芯片的大功率光纤耦合激光器的输出远场特征分析

为研究光纤耦合激光器的输出远场特征,基于ZEMAX光学设计软件,模拟了基于单发光区激光器芯片的多种光纤耦合结构,分析了不同耦合结构的输出远场特征。模拟结果表明:单管耦合输出远场分布通常为中间亮、边缘暗的圆形光斑。当准直后的光束快慢轴光束尺寸基本一致时,远场输出光斑均匀性会得到极大改善;当存在光纤轴心角向误差(大于1°)时,远场输出光斑的均匀性会明显降低。多单管耦合时,单管之间的台阶高度若大于准直后的快轴光斑尺寸,则对应的远场输出为有暗区的同心圆环,单管的数量对应圆环的数量。为了提高输出远场分布的均匀度,应严格控制合束单管之间的台阶高度。     

Modal Power Analysis for Two-Mode Fibers Illuminated by an Offset Beam Based on Near Field Pattern Measurement

A novel method for determining mode power distribution in a two-mode fiber illuminated by an offset beam by measuring the near field pattern on the test fiber endface is developed. This method utilizes the different field symmetries of the fundamental and the second order modes. Coupling efficiencies from a quasi Gaussian beam to the fundamental and the second order modes in a two mode fiber were measured by the new technique for various offset launching conditions, and were in good agreement with the theoretical ones.     

多模梯度折射率塑料光纤带宽的分析

结合WKB法对多模梯度折射率塑料光纤(GI-POF)色散和带宽进行了综合分析,研究了在GI-POF中材料色散对带宽影响的程度和规律,给出较佳折射率指数(g)的范围,并说明实测带宽高于理论带宽的原因.     

无源光器件的传播模场分析

以波导结构的单向耦合器为例，将复坐标变量完全匹配层应用于光器件的模场分析，采用有限差分方法构造出模场的本征方程，通过数值求解得到器件的传播模场和等效折射率。结果表明等效折射率随间距变化而变化，间距越大，等效折射率越趋向于单根光波导的值，为准确分析无源光器件内部模场分布打下了基础。     

光子晶体发光二极管光抽取效率及远场辐射特性的数值研究

运用三维时域有限差分法,研究了完美/缺陷光子晶体特定参量的改变对发光二极管光抽取效率影响,得出优化参量.基于近场远场转换,进一步分析了两种不同类型的缺陷引入及其周边空气孔半径的改变对光子晶体发光二极管远场辐射特性的影响.数值研究的结果表明,通过引入缺陷以及减小缺陷周围空气孔半径能够同时提高光子晶体发光二极管的光抽取效率和远场辐射方向性.     

抑制光纤通信系统偏振模色散的措施

偏振模色散(PMD)已成为长距离、高速率光纤通信系统的主要障碍。从光纤的制造工艺、光器件的选择、信号传输三个方面全面分析讨论了偏振模色散的抑制方法,并对这些方法的可行性进行了分析。     

多模光纤中简并模式群的分别探测

用多模倾斜光纤光栅(Tilted fiber Bragg grating,TFBG)实现多模光纤中简并模式群(Degenerated modegroup,DMG)的分别探测。多模倾斜光纤光栅将光纤中的导模耦合到辐射光线,用透镜将辐射光线聚焦在焦平面上,使非简并模式群对应的辐射光线的像在焦平面上分离。在焦平面上用空间滤波器使简并模式群选择透过并进行分别探测。用芯径为62.5μm的标准通信多模光纤进行了简并模式群分别探测实验,用单模光纤激励多模光纤,测量简并模式群功率随激励光纤的横向对准偏差的变化关系。低阶简并模式群的测量结果与仿真计算结果基本一致,高阶简并模式群的测量结果与仿真结果有一些不同。用倾斜光纤光栅进行单简并模式群激励,在单简并模式群条件下测量简并模式群耦合效率的想法还需进一步实验验证。     

W型单模单偏振光纤隧道效应的模场分析

给出了W型单模单偏振光纤基模模场在截止前,截止时和截止后的具体计算方法,利用基模模场分析了W型单模单偏振光纤隧道效应发生的过程,强弱和方向,得出了W型单模单偏振光纤隧道效应随其基模的截止而显著增强,并且主要集中在椭圆内包层短半轴方向的结论。