保偏光纤熔锥区的传输特性分析

建立了保偏光纤熔锥区截面的有限元模型,基于热-结构-电磁多物理场耦合有限元方法,分析了保偏光纤熔锥区的传输特性.给出了热应力导致的保偏光纤应力双折射及折射率变化曲线;分析了随着拉伸长度的增加,传输模式的转换以及传播常量的变化;分析了随着芯径的减小,应力区对电磁场分布的影响.     

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     

光纤熔锥耦合器的声光调制特性

对光纤熔锥方向耦合器的声光强度调特性进行了实验研究,得到了工作波长为1310nm、声波频率为20.19kHz,电驱动功率为2.6mW,插入损耗为0.5dB,调制深度为64％的声光强度调制特性。     

光纤熔锥耦合器的声光强度调制特性

对光纤熔锥方向耦合器的声光强度调制特性进行了实验研究。得到了工作波长为1310nm,声波频率为20.19kHz,电驱动功率为2.6mW,插入损耗为0.5dB,调制深度为64％的声光强度调制特性。     

2×2熔锥型单模光纤耦合器的模型

选择适当的连续函数描述了熔锥型耦合器熔锥形状的渐变特性及其相互位置关系,然后分别应用局部模式理论和变分法分析了横截面沿纵向变化的锥形区域和横截面近似不变的耦合区域内的耦合行为,得出了耦合器中任一横截面处的耦合系数和耦合功率表达式计算表明,熔锥型耦合器的总功率耦合主要发生在耦合区域,在两锥形区域,对于纤芯归一化频率小于1.08的部分,也发生了相当程度的耦合为了使耦合器的理论模型更接近于实际物理情况,锥形区域的耦合作用也是不容忽略的,从而得到了一个更精细的熔锥型光纤耦合器的模型.     

熔锥型光纤耦合器的扭转响应

对熔锥型光纤耦合器进行了扭转响应研究.通过放置在耦合器一端的旋转装置对未封装的熔锥型光纤耦合器耦合区施加扭转作用.实验表明:耦合器的耦合比不但对扭转作用敏感,而且变化呈单调性;同时耦合器的附加损耗和工作波长不受扭转作用影响,并且这种扭转操作具有可重复性.通过扭转操作能够对生产出来偏离预定耦合比的耦合器进行调整,使之符合产品要求,提高生产效率.     

正方分布的4×4单模光纤熔锥耦合器耦合特性分析

本文以线性耦合波方程为基础,采用散射矩阵的方法讨论了具有正方分布的4×4单模光纤熔锥形耦合器的耦合特性,并与实验作了比较,得到了比较一致的结果。     

熔锥型保偏光纤耦合器分光比的偏振依赖研究

实验研究了熔锥型保偏光纤耦合器分光比随入射单色线偏振光偏振方向的旋转所呈现的周期性,验证了保偏光纤耦合器分光比的偏振依赖特性.借鉴已成熟的单模光纤耦合器的倏逝场耦合模理论,对这一偏振依赖分光比的周期性规律提出了一种理论解释.在实验结果的规律性基础上,经验拟合出了分光比与单色线偏振光输入偏振角的函数关系.     

宽频带熔锥型耦合器的变化分析

利用变分法对腐蚀熔锥型非对称单模光纤耦合器的耦合特性进行了分析.文中根据耦合器的光纤参数及截面尺寸,用有效平行波导模型,对自制的弱融型熔锥耦合器的转换功率随波长变化曲线进行了计算.结果表明,不仅宽频带特性的理论曲线与实验符合得较好,而且耦合器的耦合特性对二光纤的芯径比及熔锥长度的变化十分灵敏,这也与实验相符.     

Characteristics of Fused Optical Fiber Grating Couplers with Tapered Shapes

Fused optical fiber grating couplers (FGCs), in which Bragg gratings are written in the coupling regions of fused optical fiber couplers with tapered shapes along them are theoretically and experimentally investigated. By coupled mode analysis considering these tapered shapes, the drop efficiencies of the FGCs, which are inherently zero for the normal fiber couplers without grating, are calculated. The grating offset, which is the difference between the centers of grating and the coupler taper, is found to be effective to increase the drop efficiency of the FGC. It is determined that the tapered shapes influence the wavelength dependence of the drop efficiency and tolerate the grating offset precision. Apodizations for the grating of FGC are found to be effective in suppressing side lobes of the drop efficiency. Measurement of the wavelength characteristics of drop efficiency and the temperature characteristics of drop wavelength of the fabricated fused FGC confirm that the lightwave with specific wavelength can be dropped by the FGC and that the temperature dependence of the drop wavelength is similar to that of Bragg wavelength changes of usual fiber Bragg gratings.     

利用改进的熔融拉锥法制备单模光纤波分复用器

研究了熔融拉锥光纤型波分复用器制备过程中各相关参量对其最小信道间隔的影响。并根据理论模拟的结论设计了新型的熔融拉锥装置,其中加热装置为有较长均匀加热区域的条形加热炉,使熔融拉锥光纤型波分复用器的耦合长度显著加长,改善了传统拉锥方法对这一类型波分复用器可达到的最小信道间隔的限制,得到了初步实验结果,最小信道间隔达到3.01 nm。     

The Experimental Study on Acousto-optic Modulation Based on Single-mode Fiber Fused Coupler

In-line acoustic-optic (AO) modulation experiments were demonstrated based on the acoustic-optic effect in optical fiber fused taper couplers.About 73%,64%,and 61% modulation have been achieved at frequencies of 0.169 MHz,0.367 MHz and 0.521 MHz with an electrical driving power less than 10 mW,respectively.     

The Experimental Study on Acousto-optic Modulation Based on Single-mode Fiber Fused Coupler

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｔｈｅｒａｐｉｄｇｒｏｗｔｈｏｆｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｓｙｓｔｅｍｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｈａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｈｅｄｅｍａｎｄｆｏｒｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｌｏｗ ｌｏｓｓｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｌｉｋｅｃｏｕｐｌｅｒｓ,ｓｗｉｔｃｈｅｓ,ｍｏｄｕｌａｔｏｒｓ,ｄｅｔｅｃｔｏｒｓａｎｄｓｏｕｒｃｅｓ.Ｔｈｉｓｈａｓｒｅｓｕｌｔｅｄｉｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｄｅｖｉｃｅｓ ,ｗｈｅｒｅｔｈｅｓｅ…     

熔锥型侧面泵浦耦合器的研究

 现在高功率光纤激光器和光纤放大器采用的双包层掺杂光纤,相对于从半导体泵浦激光器发射出的多模泵浦光束的大发散角,其内包层的直径很小,因此把泵浦光有效地耦合到双包层掺杂光纤的内包层是一个急需解决的难题。研制一种熔锥型侧面泵浦耦合器,可以大幅度提高泵浦光功率,实现增益光纤的多点泵浦,在双包层光纤放大器中使用良好,安全稳定,实现了较高的耦合效率,达到了70%,信号光通过率98%,信号输入与泵浦输入的隔离度大于50 dB,泵浦输入对输出端反向传输光的隔离度27 dB。通过对比结构紧凑性、耦合效率、系统稳定性等相关指标发现,熔锥型侧面泵浦耦合器完全可以满足高功率光纤激光器和光纤放大器的使用要求。     

单模与多模光纤耦合器的光束合波

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。     

用两级方向耦合器组成的光纤反射器

提出了用级联方向耦合器组成光纤反射器的设想，给出了其基本结构形式，推导了各种结构的光场量和强度的反射和传输系数，并对其特性进行了分析和比较。     

Experimental Measurement of Fused Fiber Coupler and M-Z Interferometer Performance as WDM Devices

Abstract

An experimental study of the WDM response of fused fiber couplers and an M-Z interferometer is presented. The WDM practical implementation limits of single fused fiber couplers, along with fiber tapering measurements, were obtained. Mach-Zehnder interferometric devices based on fused fiber couplers were included in this work in order to surpass the single coupler's WDM limitations and widen the operation range of the analyzed fused fiber devices.