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.     

用光学相关识别方法测量单模光纤的折射率分布和色散

介绍了一种测量单模光纤剖面折射率分布和色散的新方法－－光学相关识别方法。应用计算全息制作高斯－拉盖尔模的匹配滤波器，根据光学相关识别原理测出单模光纤场分布的展开系数，由此推得剖面折射率分布和色散，给出了实际测量结果。     

氧化多孔硅/聚合物复合膜的折射率

用Bruggeman模型理论,分析了氧化多孔硅/聚合物复合膜的等效折射率与多孔硅孔隙率、氧化度和嵌入率的关系.实验研究了嵌入PMMA材料的氧化多孔硅/聚合物膜的等效折射率.证实了在多孔硅中嵌入聚合物可使薄膜的光学参量保持稳定.     

Preparation of Encapsulated Polymer Adhesion Beads and Adhesion with Porous Fibers

Adhesion beads of 10–130 μm, prepared by suspension polymerization, were encapsulated by melamine–formaldehyde. The capsule-type adhesives prepared consist of core and shell structure where the core region is sticky and viscous and the shell region consists of a hard shell at room temperature. The air permeable pads are made by hot pressing the mixture of capsule-type adhesives and porous materials including charcoal chips and Camellia sinensis fibers, which have a porous structure. The interfacial adhesion between polymer adhesion bead and porous fibers after processing shows a good porous sheet structure, which can penetrate air.     

聚焦法测量塑料光纤折射率分布的可行性研究

结合理论分析和实验验证,探讨了聚焦法测量塑料光纤纤芯的折射率分布的可行性。结果表明,对GI-POF而言,聚焦法是一种简单可行的技术.但是对SI-POF,由于入射光线在光纤边界处发生交叉,聚焦法不能精确测量其折射率分布.     

聚合物Y分支脊形波导的单模条件

有机聚合物光波导近年来成为研究的热点,它为实现下一代的光电集成回路提供了另外一种选择。它所具有的一系列优点如下:(1)与传统的材料相比,有机聚合物光波导容易在各种衬底上制作,其制作成本也得以降低,并且使得与有源器件如激光器、调制器、探测器的单片集成成为可能;(2)有机聚合物波导材料的折射率可以进行调整以满足耦合损耗和弯曲损耗的折中选择;(3)此外,有机聚合物的热光系数比SiO₂大一个数量级,而其导热系数却比SiO₂和Si小得多。有机聚合物Y分支是强度调制器和光开关等器件的重要组成。光波导器件在和单模光纤一起使用时要求其实现单模传输,这样可以减少耦合损耗。利用变分有效折射率法计算了聚合物Y分支脊形波导的光场分布。变分有效折射率法是变分法(VM)和有效折射率法(EIM)的结合,它结合了两种方法各自的优点,能够很精确地模拟光场分布情况。利用变分有效折射率法验证了满足单模传输的脊形波导结构参数:芯层厚度为1.5μm,脊高为0.2μm,脊宽为5μm。     

光器件用选择截止特种单模光纤的开发

对器件用特种单模光纤的弯曲损耗进行了理论分析,并采用Matlab对弯曲损耗进行了仿真数值分析,研究了单模光纤宏弯损耗和微弯损耗随光纤波导结构及波长的变化规律,并优化了光纤波导结构,开发出抗弯性能优良的单模光纤,同时具有较低的熔接损耗。     

单模光纤中超短脉冲的前向四波混频

给出了一组在单模光纤中超短脉冲前向四波混频的耦合波方程。利用这组方程所作的数值研究表明：在低转换和脉冲的走离远小于脉冲宽度的条件下,越短脉冲前向四波混凝的转换效率对相位失配的关系与连续波四波混频情况基本相同,不存在使增益为零的Δｋ（ｋ为不考虑非线性折射率时模的波数）的取值区间,蛤峰值条件应该是Δｋ＝０（ｋ为计及非线性折射率时模的波数）,而不是Δｋ＝０;窄脉冲的转换效率略低且峰值位置与Δｋ＝０稍有偏     

单模光纤中超快受激拉曼散射的反斯托克斯波

由光纤中光的基本传输方程出发 ,利用慢变振幅近似 ,给出了包含反斯托克斯波的光纤超快受激拉曼散射的耦合波方程。以此为基础讨论连续、超快受激拉曼散射中泵浦波、斯托克斯和反斯托克斯波的耦合 ,分析了单模光纤相位匹配和群速匹配对光纤超快受激拉曼散射反斯托克斯波产生的影响     

多层光纤布拉格光栅的理论与实验研究

从理论和实验两方面研究了在非周期性多层光纤上写入布拉格光栅的光学特性。从耦合模理论出发,讨论了光纤具有多于一个光敏层的情况。在实验室自制的两类多层光纤上写入光栅的实验也表明,该类光栅具备有一般光栅的普遍光学特性,说明在使用多层光纤作为关键部分构建器件时,需要的各类光栅部件能够通过直接在该类光纤上写入光栅实现。紫外光在氢载掺铒多层光纤上写入光栅的实验说明分层的异种元素掺杂将导致芯区应力增加,从而辅助提高光纤的光敏性。     

利用单模激光产生亚泊松分布的泵浦条件

用解析方法导出了单模激光场的Ｍａｎｄｅｌ因子，从而给出了产生亚泊松分布的泵浦条件。     

染料掺杂聚合物光纤的荧光及其光谱下转换性质

为了拓展染料掺杂聚合物光纤的应用范围,利用甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体合成了掺有Coumarin540和Rhodamine 6G两种激光染料的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合物玻璃棒,并将其拉制成直径约1 000μm的聚合物光纤。以市售LED灯为光源,在侧向照明和前端照明两种条件下分别研究了染料掺杂的聚合物光纤中染料的荧光、荧光传输损耗以及光纤的光谱下转换等性质。两种染料的Stokes波长红移幅度分别达到70 nm和50 nm。在掺杂浓度分别为0.01 mg/g和0.04 mg/g时,侧向照明条件下测得两种光纤分别对520nm和577 nm的荧光的传输损耗为0.336 cm-1和0.343 cm-1。在前端照明条件下,在光纤输出端获得了较高下转换效率的光谱输出,其转换效率与染料掺杂浓度和光纤长度有关。这种染料掺杂的聚合物光纤有可能与石英玻璃光纤耦合,对其所传输的光进行光谱下转换的光频调控以更好地满足不同的应用需求。     

Terahertz and Infrared Spectroscopy of Dense and Porous Organosilicate Glass Thin Films

Doklady Physics - Wide-range measurements of thin films of SiCxOyHz organosilicate glasses, both dense and porous, deposited on dielectric sapphire substrates and conductive layers of platinum and...     

PAN基活性炭纤维的表面及其孔隙结构解析

通过氮吸附等温线、Ｘ射线光电子能谱以及扫描电子显微镜（ＳＥＭ）对聚丙烯腈（ＰＡＮ－Ｐｏｌｙａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ）－基活性炭纤维（ＡＣＦ－Ａｃｔｉｖａｔｅｄ Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ）的表面和孔隙结构进行了分析，结果表明吸附测量可以提供有关碳质吸附剂的孔结构复杂性；通过ＸＰＳ对ＰＡＮ基ＡＣＦ的表面官能团的种类及含量进行了表征，由ＳＥＭ对ＰＡＮ基ＡＣＦ的表面以及断面的孔隙结构进行直拉观察，提供了     

脉冲离散效应对光纤中基于交叉相位调制的脉冲压缩的影响

通过数值模拟，分析了脉冲离散效应对单模光纤正群速色区基于暗孤子交叉不相位调制的脉冲压缩的影响，并提出了减轻这种影响的办法，作者发现，即使暗孤子与被压缩脉冲的中心波长相差很小，离散效应对脉冲压缩的影响也很大，离散效应不仅导致脉冲压缩比的减小和压缩后脉冲峰值功率的降低，而且还导致脉冲压缩所需最佳光纤长度的增加以及压缩后的脉冲呈现不对称性，还发现，若采取本文提出了的非同步耦合法，则可以明显地弥补离散效应     

单纵模固体激光器与单模保偏光纤之间的最佳耦合分析

分析了用于激光脉冲整形的激光器与单模保偏光纤之间的耦合问题。提出了获得最佳耦合效率的条件,为了提高耦保效率,其耦合系统的设计以及放置的位置要都受到激光器谐振腔和光纤参数的限制,并从实验上对所提出的耦合条件进行了验证。     

Light Diffraction of Aligned Polymer Fibers Periodically Dispersed by Phase Separation of Liquid Crystal and Polymer

We have confirmed light diffraction of aligned polymer fibers obtained by a phase separation of an anisotropic-phase solution of liquid crystal and polymer. He—Ne laser light passing through the polymer fibers was scattered in the axis vertical to the fibers, and had two peaks of light intensity symmetrical to the center of the transmitting laser spot. The two peaks were found to be caused by light diffraction due to the periodic polymer-fiber dispersion because the peaks corresponded to values calculated by intervals between the fibers. The periodical fiber networks are considered to be formed by anisotropic spinodal decomposition. This effect can be used to measure the dispersion order of the polymer fibers. © 2004 The Optical Society of Japan     

Energy and Power Requirements for Alteration of the Refractive Index

The ability to manipulate the refractive index is a fundamental principle underlying numerous photonic devices. Various techniques exist to modify the refractive index across diverse materials, making performance comparison far from straightforward. In evaluating these methods, power consumption emerges as a key performance characteristic, alongside bandwidth and footprint. Here a comprehensive comparison of the energy and power requirements for the most well-known index change schemes is undertaken. The findings reveal that while the energy per volume for index change remains within one or two orders of magnitude across different techniques and materials, the power consumption required to achieve switching, 100% modulation, or 100% frequency conversion can differ significantly, spanning many orders of magnitude. As it turns out, the material used has less influence on power reduction than the specific resonant or traveling wave scheme employed to enhance the interaction time between light and matter. Though this work is not intended to serve as a design guide, it does establish the limitations and trade-offs involved in index modulation, thus providing valuable insights for photonics practitioners.     

一种高双折射光子晶体光纤模场和偏振特性的研究

采用平面波展开法分析一种填入了聚甲基丙稀酸甲酯并引入大空气孔的高双折射光子晶体光纤的模场和偏振特性,并研究其结构参数变化对偏振特性的影响。研究表明这种高双折射光纤的基模模场具有较强的线偏振特性,模式双折射比普通光子晶体保偏光纤有较大提高。研究结果为光子晶体保偏光纤的开发制作提供了理论基础。     

线状晶体的生长和单轴应力光谱的研究

自威斯康星大学转到乔治亚大学之后,严懋勋教授最得意的工作之一是建立了线状晶体(Single Crystal Fibers)生长实验室.为了生长发光材料单晶,多晶制备系统也因此建立起来.在此之前,严教授研究组使用的样品多是来自其他实验室合作者.而在此之后,多数样品都是自己制备的,并向合作者提供样品.这就增强了研究效率,提高了追赶前沿研究的速度.