双层孔大模场微结构光纤的模式特性分析

本文分析一种由两层低折射率孔组成的大模场光纤的模式特性,采用多极法和有限元方法数值计算并分析了内层孔与外层孔尺寸变化对光纤基模与高阶模的束缚损耗与弯曲损耗的影响,设计获得了一种具有较高的高阶模和基模损耗比同时允许一定程度弯曲的大模场光纤,结果表明:当内层孔直径为34μm,外层孔直径为24 μm时,其基模束缚损耗为0.00017 dB m,而高阶模束缚损耗为1.39 dB/m;光纤的基模模场面积为2450.9μm2,当弯曲半径为1.2m 时,弯曲损耗为0.106 dB/m.     

光纤模场分布的特性

基于MATLAB语言编程,数值模拟了单模光纤LP01模场光强度与归一化半径之间的分布特性,计算结果显示随着归一化工作频率的逐渐增大,单模光纤LP01模的模场更加集中于纤芯.研究结论为单模光纤的应用提供参考.     

光纤截止波长的依赖关系

光纤截止波长是单模光纤的一个重要参数，它与许多因素如模场直径、长度、弯曲、衰减等有关。本文分析研究与截止波长相关的这些因素后，指出在制造光纤光缆时要尽可能减少对光纤截止波长不利的因素，将最小工作波长提高到60－70nm作为设计光纤的截止波长上限，从而有利于降低光纤弯曲损耗。     

测量单模光纤模场直径的一种新方法

本文根据单模光纤模场直径的横向位移定义,提出了一种测量模场直径的新方法——远场高斯掩模匹配法.讨论了几种测量及数据处理方法.最后给出了初步的实验结果.     

熔拉和腐蚀单模阶跃光纤的模场分析

考虑到包层厚度和包层外介质的影响 ,在单模光纤的高斯近似理论基础上 ,导出了单模阶跃光纤模场半径方程 ,并就光纤在传感等领域应用中常见的熔拉和腐蚀处理两种情况 ,进行了相应的数值计算 ,给出了近似解析解。引入特性转换点 ,对模场特性作了分析。     

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。     

单模光纤系统激光偏振传输特性的研究

本文运用激光偏振性矢量传输理论,分析了在单模光纤传输系统中激光偏振性的传输特性.得出了激光偏振状态与单模光纤的双折射、传输系数和拍长的关系.     

微结构芯大模场平顶光纤及其传输特性分析

通过在纤芯引入非均匀分布的高折射率介质柱, 获得了大模场面积、平顶型模场分布的新型微结构光纤. 运用数值仿真, 分析了光纤在不同的结构参数下的模场面积、基模模场分布等特性. 研究结果表明: 通过合理设计光纤的包层和纤芯参数, 可以实现有效的平顶模场分布. 在工作波长为1064nm时, 平顶光纤的基模模场面积可以达到1655μm². 关键词： 大模场面积 平顶光纤 微结构芯 数值仿真     

新型全固态准晶体结构大模场光纤特性研究

大模场单模光纤在高功率激光器、高功率光传输和高灵敏度传感器等领域具有重要意义.设计了一种新型超低损耗大模场单模光纤,包层空气孔由掺氟硅玻璃棒代替,掺氟硅玻璃棒排列呈六重准晶体结构.基于有限元法对光纤的传输特性进行了数值模拟.研究了光纤结构参量变化对模式特性和有效模场面积的影响.结果表明:波长在1064 nm处,有效模场面积高达5197μm2,基模的限制性损耗低于10-5dB/km,解决了大模场与低损耗之间的冲突;在1064—2000 nm波段内,基模与二阶模的限制性损耗相差7个量级,实现单模传输;半径为10 cm时,弯曲损耗小于0.01 dB/m,具有良好的低弯曲损耗特性.此光纤能够提高光纤热损伤阈值,减少接续损耗,全固态结构有效避免了空气孔塌陷,简化制备工艺,对高功率激光传输、光纤激光器和光纤放大器的发展具有重要意义.     

塑料光纤纤端光场测试结果及分析

对纤端光场进行了理论分析,分别利用塑料光纤和多模光纤作为接收光纤对塑料光纤的出射纤端光场进行了测量,并与理论分析结果进行了比较,给出了合理的调和参数.传输距离较长的塑料光纤由于高阶模的泄漏,纤端光场分布非常接近高斯分布.实验结果表明了理论分析结果和调和参数选择的合理性.     

弯曲增敏型光纤曲率传感器机理的研究

近年国外出现一种直接检测弯曲的低成本光纤曲率传感器,采用弯曲增敏技术提高光纤对弯曲的灵敏度。这种传感器的线性范围宽,能区分正向弯曲和负向弯曲,在测量较大弯曲变形的场合更具优势;并且适合埋入结构内部检测,通过转换还可测量轴向应变。然而其传感机理方面的研究仍处于探索阶段。通过分析光辐射度余弦定律理论、回音壁光线理论、沟槽角度理论等国内外对该传感器机理的研究成果,并基于平面波导的光散射损耗理论,提出了光纤曲率传感器的机理。指出弯曲引起光纤敏感区表面散射损耗的改变是导致光传输损耗改变的原因;推导出损耗与光纤弯曲半径、表面特性、光纤结构参量关系的数学模型,并通过实验验证了模型的有效性。     

光纤损耗测试仪器的校准

本文从计量检定角度提出一种光纤损耗测试仪的校准方法。利用光纤衰减器、Y型光纤分路器及标准光功率计,可评价损耗测试仪的精度等级。方法简单且利于量值传递。     

控制色散的波导结构分析

色散控制在光纤通信中越来越重要,从低速率到高速率,从单波长SDH到多波长DWDM,色散控制要求越来越严.通过对不同应用的光纤波导结构的制造、性能测试和分析,指出了波导结构设计与光纤衰减、模场直径、弯曲损耗和波导色散等的关系.这些实践经验可以指导光纤的设计与制造.     

单偏振单模微结构聚合物光纤理论设计

采用全矢量有限元法并结合完美匹配边界条件,得到了一种新型结构的单偏振单模微结构光纤,以聚合物聚甲基丙烯酸甲酯为基材,对其偏振模场、快轴模和慢轴模截至波长和约束损耗进行了研究.结果发现,通过改变光纤结构参量,可以使光纤基模两个正交偏振态截止波长不同,光纤中只能传输基模的一个偏振态（慢轴模）.若调整光纤单偏振单模工作区在聚合物光纤通信窗口650 nm附近,该光纤传输慢轴模的约束损耗低于0.05 dB/m.     

Pulse Self-trapping Robustness to Polarization Mode Dispersion in Optical Fiber

In this paper, pulse self-trapping robustness to polarization mode dispersion in optical fibers is studied. Nonlinear pulse can be used to suppress PMD despite the input pulse shapes is found. When the nonlinear effect is stronger (initial pulse amplitude is larger), the suppression degree to PMD is better. As the initial chirp is considered, we find that the chirp is harmful to suppress PMD. The more is initial chirp, the more is the PMD value.     

Pulse Self-trapping Robustness to Polarization Mode Dispersion in Optical Fiber

In this paper, pulse self-trapping robustness to polarization mode dispersion in optical fibers is studied. Nonlinear pulse can be used to suppress PMD despite the input pulse shapes is found. When the nonlinear effect is stronger (initial pulse amplitude is larger), the suppression degree to PMD is better. As the initial chirp is considered, we find that the chirp is harmful to suppress PMD. The more is initial chirp, the more is the PMD value.     

FTTH用微结构光纤的性能研究

光纤到户对光纤在小弯曲半径条件下的衰减特性提出了更高的要求。微结构光纤可以实现极小弯曲半径的低衰减光信号传输,是小弯曲半径单模光纤技术解决方案的有力竞争者。设计了一种新的微结构光纤,并研制出光纤样品。这种结构的光纤具有非常优良的弯曲特性。其最小弯曲半径可达2mm,1 550nm附加损耗小于0.1dB,并且具有优良的偏振模色散特性,熔接损耗也非常小,其与G.652D单模光纤的熔接损耗为0.12dB。这些特性使其在光纤到户的复杂应用环境中具有明显的应用优势。     

单模光纤中弯曲损耗的测试与分析

对单模光纤中弯曲损耗随弯曲半径(1～8 mm)和波长(1530～1565 nm)变化的实验进行了测试,结果显示弯曲损耗随弯曲半径和波长呈现振荡.理论分析表明由于光纤纤芯中的基模和在包层以及涂覆层中传播的Whispering-gallery模式之间的耦合,引起了弯曲损耗的振荡,理论分析结果和实验结果基本一致.