熔锥光纤器件的锥区特性

从理论和实验两方面研究了熔锥光纤器件的锥区的传输、耦合、偏振和调制特性.用耦合模理论分析给出了锥形光纤传输和耦合效率与锥区结构的关系.实验上测定了实际锥形光纤在不同锥角、不同长度下的偏振特性,得出偏振光经实际锥形光纤传输或耦合后,再传输其终端,得到均是椭圆偏振光的结论.测定了载波光脉冲经过锥形光纤耦合后其脉冲的变化特性,实验表明,光脉冲在经过锥形光纤耦合传输后其形状保持不变.     

熔锥光纤的特性研究

从理论和实验两方面研究了熔锥光纤锥区的传输、耦合、偏振和调制特性。用耦合模 理论分析了光纤锥形区的传输和耦合性质,给出了锥形光纤传输和耦合效率与锥形区结构的关系。实验上测定了实际锥形光纤在不同锥角、不同长度下的偏振特性,得出偏振光经实际锥形光纤传输或耦合后,再传输其终端,得到均是椭圆偏振光的结论。测定了载波光脉冲经过锥形光纤耦合后其脉冲的变化特性,实验表明,光脉冲在经过锥形光纤耦合传输后其形状保持不变。     

单芯光纤与毛细管光纤的耦合方法及其机理

提出了一种单模光纤(SMF)与毛细管光纤耦合的有效方法,研究了两种不同结构毛细管光纤与单模光纤的耦合问题。通过对单模光纤与毛细管光纤熔点处进行熔融拉锥实现了单模光纤与毛细管光纤之间的高效耦合。对该耦合方法的耦合机理及耦合光传输特性进行了研究、对比,并通过实验对理论预测进行了验证。该耦合技术具有简便易行、耦合效率高的特点。     

熔融拉锥技术在光纤耦合传输中的应用

为了实现光纤激光器和放大器系统中不同参量光纤的低损耦合,采用光纤拉锥方法来实现光纤连接。经过理论分析,在大数值孔径光纤传输到小数值孔径光纤时,采用光纤拉锥技术可以有效地提高传输功率。采用改造的大模光纤熔接机进行拉锥实验研究,精确控制拉锥时间、放电功率、步进量和步进速率可以获得不同的拉锥形状。采用光纤拉锥元件对标准单模光纤和大模场光纤进行耦合实验,得到纤芯内传输的耦合输出效率由之前的50%提高到85%,获得了低损连接效果。结果表明,熔融拉锥技术为不同光纤之间的耦合提供了一种简单实用的方式。     

光纤型光可变衰减器的探索

通过熔融拉锥工艺制备熔锥光纤,将两熔锥光纤以一定的方式装配在二维精密微调架 上,制备光纤型光可变衰减器。利用光信号在光纤锥形区特有的传输和耦合特性,实现了光纤间的耦合,耦合效率决定了光能量的衰减程度,从而决定了光纤型光可变衰减器的性能。用耦合模理论分析了锥形光纤间的传输和耦合性质,并从实验上给出了两锥形光纤间的耦合与两锥形光纤间的距离的关系,为制备光纤型光可变衰减器提供了理论和实验依据。     

半导体激光器与单模光纤的耦合—理论与实验研究

本文介绍半导体激光器与单模光纤耦合的理论与实验研究.采用拉锥光纤,实验测量的高功率大辐射角半导体激光器与单模光纤之间的耦合效率为44％.     

激光二极管与单模保偏光纤的耦合研究

给出了一种处理激光二极管经透镜与单模保偏光纤耦合的精确方法,测量了半导体激光器的光束质量,对其光束的收集、准直、整形、聚焦和耦合进入光纤进行了实验研究,同时测量了整形系统和光纤的定位灵敏度.对球面微透镜光纤与激光二极管耦合的方法进行了理论分析,讨论了透镜参数、耦合形式、激光二极管波像散对耦合效率和特性的影响,给出了2种实际耦合系统的实验计算结果,并与理论计算作了比较,结合实验得到了微透镜的优化参数,且将结果应用到了激光二极管与单模保偏光纤耦合实验中,得到了总的耦合效率为36%.     

单芯光纤与双芯光纤的耦合方法与耦合机制

通过将单芯单模光纤与双芯单模光纤熔接后在熔点处进行熔融拉锥,实现了单芯光纤到双芯光纤的功率耦合,解决了由于双芯光纤特殊结构引起的与光源、单芯光纤等直接耦合及监测所存在的问题.对单芯单模光纤与双芯单模光纤的耦合理论进行了研究,基于直接耦合理论与弱耦合理论建立了单芯单模光纤与双芯单模光纤的耦合方程,并就影响耦合光功率的因素进行了讨论.结果表明该理论分析方法能够有效地描写单芯光纤与双芯光纤耦合过程中光波的行为特征.     

熔锥光纤耦合器的应变研究

本文利用悬臂梁对单模熔锥光结耦合器的耦合比与应变的关系进行了研究。实验表明耦合器的耦合比不但对应变敏感,而且变化有单调性,因此,熔锥形单模光纤耦合器是一种有潜力的光纤应变传感器。     

基于强耦合理论的熔锥型单模光纤耦合器研究

根据光纤的强耦合模理论,阐述了熔融拉锥型光纤耦合器的工作基理,并研究了熔融拉锥法制作单模光纤耦合器的过程,分析了各参数对耦合器性能的影响,利用光学测试系统测试了光纤耦合器各光学特性参数。经大量实验表明,强耦合模理论与实验结果吻合,说明该方法的可行性；同时拉锥法制作的光纤耦合器具有较好的性能特性,表明该方法具有制作过程简单、附加损耗低、方向性好、均匀性好、环境稳定以及成本低廉等优点。     

锥形微透镜保偏光纤与超辐射发光二极管的耦合

对采用锥形光纤微透镜的保偏光纤与超辐射发光二极管的耦合进行了理论分析.制作出几种不同的微透镜保偏光纤,并对它们进行了耦合试验,找到了制作具有高耦合效率的微透镜保偏光纤的方法.     

SLED中熔锥形透镜光纤耦合设计

文章提出一种熔锥形透镜光纤的设计方法,与常用的圆锥形保偏单模光纤相比,熔锥形透镜光纤与超辐射发光二极管(SLED)管芯的耦合效率可由原来的45%提高到60%,工作距离由7 μm达到超过15 μm,且前者的耦合容差远远大于后者.对于新设计的熔锥形透镜光纤,文章还给出了偏移和偏心与耦合效率的关系曲线图.     

Optical Coupling Methods for Cost-Effective Polymer Optical Fiber Communication

In this paper, we report cost-effective light coupling methods for polymer optical fiber (POF) communication. Here, we compare the various optical coupling schemes in detail. By optical simulations, we analyze the conventional light coupling schemes, namely the direct coupling, lens coupling, and lensed fiber coupling. The simulation studies reveal that a lensed fiber tip particularly at the receiver side improves the light coupling efficiency to a great extent. The optimized lensed POF design confers an 85% coupling efficiency. Lensed POFs are realized with two low-cost fabrication methods. The characterization of the lensed POF are carried out to evaluate the lensing properties and hence to optimize the fabrication process.     

微透镜光纤在半导体激光器中的应用研究

对几种典型的半导体激光器与光纤的耦合特性进行分析,提出提高耦合效率所采用的微透镜光纤的结构.介绍熔拉型、化学蚀刻型、研磨抛光型、切削型、自聚焦光纤型和铸模型等微透镜光纤的制作原理和工艺以及目前达到的指标,并对各种形式的透镜光纤进行了评价.提出了提高耦合效率和失调容差、降低插损的新思路.     

锥形光纤的结构与特性

通过理论分析和仿真试验,研究了锥形光纤的几何形状对锥形光纤的传输损耗和耦合效率的影响.用几何光学的分析方法,说明了光信号在锥形光纤中的传输损耗远低于同类型的圆柱形光纤;仿真试验研究了光源与光纤的相对位置、锥形光纤的尖端半径、锥形光纤的锥角大小对锥形光纤耦合效率的影响.     

Transmission Properties of Fiber Probes

Transmission properties of tapered fiber including right cone fiber and bend optical fiber are discussed. The transmission efficiency of the tapered fiber is measured. The curve of transmission efficiency versus taper cone angle is given. By the scalar wave equation and Gaussian approximation, transmission properties of the two kinds of tapered fibers are analyzed, the power losses caused by taper cone angle and by the bending are also calculated. From the experiments and theoretical analysis, it could come to a conclusion that the wider the taper cone angle is,the higher the transmission efficiency will be.     

多模与单模光纤级联系统对激光束的传输

分析了激光束在光纤中的非线性传输损耗,理论上证明了受激布里渊散射(SBS)是光纤传输能力的主要限制因素;实验上在532nm波段对长度为5m,纤芯半径为1.75μm,数值孔径(NA)为0.11的单模光纤的传输能力进行了测定,结果与理论一致。采用模场耦合理论,推导出多模光纤与单模光纤的直接耦合效率表达式,计算得到耦合效率与所选用的多模光纤和单模光纤的纤芯芯径之间的模拟关系。激光器输出波长为532nm;多模光纤的数值孔径为0.11,纤芯半径为12.5μm;单模光纤的数值孔径为0.11,纤芯半径为1.75μm,实验结果与理论基本吻合。根据理论和实验结果,设计出多模光纤与单模光纤混合传输方案,在柔性传输较高激光功率的同时可以得到高光束质量。     

基于热扩芯光纤的光纤准直器特性研究

为了提高光纤和光器件之间的耦合效率,设计了由热扩芯光纤和自聚焦透镜构成的新型热扩芯光纤准直器。理论上分析了热扩芯光纤准直器的基本结构参数与光学特性的关系以及由3种失配导致的耦合插入损耗。研究发现,热扩芯光纤准直器的耦合特性与自聚焦透镜的参数有关,热扩芯光纤准直器在轴向间距和角度偏差上的耦合失配容限明显优于普通光纤准直器,横向位移损耗则高于普通光纤准直器。采用模场半径为15.4μm的热扩芯光纤与自聚焦常数为0.295mm-1的自聚焦透镜制备了热扩芯光纤准直器,并对热扩芯光纤准直器因3种失配导致的耦合插入损耗进行了理论和实验比较,结果表明实验数据与理论吻合较好,说明所设计的热扩芯光纤准直器可用于长距离光耦合和旋转连接器件。     

用于半导体激光器到单模光纤耦合的圆锥端微透镜设计

介绍了一种用于半导体激光器-单模光纤耦合的圆锥端半球透镜的耦合效率的理论计算.失配不存在时,耦合效率随着锥长的增加而减小.失配存在时耦合效率随轴向和角向失配的增大而减小.     

用于半导体激光器到单模光纤耦合的圆锥端微透镜设计

介绍了一种用于半导体激光器-单模光纤耦合的圆锥端半球透镜的耦合效率的理论计算.失配不存在时,耦合效率随着锥长的增加而减小.失配存在时耦合效率随轴向和角向失配的增大而减小