熔锥型光纤耦合器的制备与测试

论述了熔锥型光纤耦合器的功率耦合理论，利用熔融拉锥法制得了3dB单模光纤耦合器。利用可调谐光源和光谱分析仪组成的光学测试系统，测试了熔锥型光纤耦合器的附加损耗、方向性与均匀性等光学性能。实验表明，该方法具有制作简单、较低的附加损耗和良好的方向性等优点。利用扫描电子显微镜观察了光纤耦合器的表面，发现在光纤耦合器的锥区存在微裂纹，并且拉伸速度越快，微裂纹越明显；在光纤耦合器的耦合区．光纤表面存在微小晶粒，且拉伸速度越慢，晶粒越粗大。     

工艺参数对光纤耦合器性能影响的实验研究

以六轴光纤耦合机为实验平台,利用电子表面扫描显微镜观察了光纤耦合器的微观结构形貌,研究了熔融拉锥光纤耦合器的工艺参数、性能以及微观结构三者之间的相关规律。     

熔融拉锥型单模光纤光功率比耦合器的研制

本文由耦合波方程出发推导了熔融拉锥单模光纤耦合器的功率耦合比与拉伸长度的关系,并数值计算了光纤耦合器的光功率分配。实验上利用实验室现有的设备制作出2×2型、单窗口1×2型1550nm宽带耦合器,并完成了对制备出的光纤耦合器的光功率检测。通过理论与实验的比较得出熔融拉锥机制备的单模光纤光功率比耦合器的耦合曲线与理论上的耦合曲线基本一致,制备出的耦合器符合耦合器检验标准。     

电子器件基础

0608681熔融拉锥光纤耦合器波长响应研究〔刊,中〕/夏益民//传感器技术.—2005,24(12).—32-34(E)基于变分理论,分析了常规对称单模熔融拉锥光纤耦合器的腰部区域和梯度区域的耦合行为,得出了耦合器耦合比波长的关系,并在熔融拉锥机的实验平台上进行了相应的波长响应实验,理论和实验结果都表明:在一定波长范围内,耦合比不但对波长敏感,且响应具有单调性。利用此特性,光纤耦合器有望作为光波长敏感元件,开发出结构简单、造价低廉的光波长探测器。参80608682新一代半导体器件参数的比例差值谱系统〔刊,中〕/纪志罡//中国集成电路.—2005,(12)…     

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。     

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。     

移动温区光纤熔融拉锥锥区形貌研究

光纤拉锥是光纤器件制作中的一项重要技术,为了研究快速往复移动温区熔融拉锥系统中锥区形貌与各拉锥参数的关系,基于体积不变原理,建立了往复运动温区熔融拉锥系统在满足温区运动速度大于光纤拉伸速度条件下的理论模型,详细描绘锥区形貌形成过程,推导出锥区直径、锥区平坦区长度与温区运动次数、温区运动速度、光纤拉伸速度、温区往复运动距离以及温区宽度与光纤初始直径之间的定量关系,并进行验证,实验结果与理论分析一致。     

熔融拉制微纳光纤耦合器的仿真模拟

为了对微纳光纤耦合器进行研究,采用光束传播法,在不同熔融区长度和不同波长输入光情况下对微纳光纤耦合器的熔融拉制过程进行数值模拟,取得了输出光功率随拉伸长度变化的曲线和光场分布,并分析了耦合器的3个阶段的模场变化和光场特点。结果表明,当拉伸到微纳光纤耦合器失去有效耦合阶段时,两光纤的输出光功率趋于相等且不再随拉伸长度的变化而变化;熔融拉锥耦合器在各个阶段的光场分布特点不同;熔锥型的微纳光纤耦合器失去有效耦合与熔融区的光纤直径直接关联,且此光纤直径与输入光的波长有关,波长越小,熔融区需经拉伸达到的光纤直径越小。这一结果对研究微纳光纤耦合器失去有效耦合的成立条件是有帮助的。     

熔锥型熊猫光纤耦合器附加损耗分析

从熊猫光纤在火焰中熔融拉伸的实际变形过程出发,通过数值计算和实验分析了应力区、偏振主轴间存在角度误差及熔融拉锥工艺参数等因素对附加损耗的影响机理,并指明应力区是影响熔锥型熊猫光纤耦合器附加损耗的主要原因.数值计算和实验结论对熔锥型熊猫光纤耦合器的工艺改进具有一定的指导意义.     

熔融拉锥型光纤耦合器损耗的实验研究

结合2×2熔锥型光纤耦合器的制作,实验研究了拉锥速度、耦合长度、火焰位置3个关键制作参数对耦合器的插入损耗和附加损耗影响。当拉锥速度控制在150μm/s时,耦合器的插入损耗和附加损耗可以控制在较低水平;在拉锥长度较短的区间内,插入损耗与拉锥长度基本成线性关系;制作低损耗耦合器,火焰存在最佳高度为5.75 mm。     

熔锥型单模光纤耦合器模型的优化研究

在弱导和弱耦合近似条件下,对光纤耦合器的几何形状做近似处理,并采用连续函数进行描述.根据Snyderd的局部模式理论,采用三角波与高斯波的变系数叠加函数对光纤耦合器纵向各区域的光模场分布进行描述.利用局部模耦合理论和变分法计算分析光纤耦合器纵向各区域的传播常数和耦合系数,讨论耦合系数与结构参数和波长的关系.计算表明:光纤耦合器熔锥区对光纤耦合器中的光功率耦合行为的影响不可忽略,光纤纤芯半径和包层半径对耦合区和熔锥区的耦合系数的影响成相反趋势.因此,可以通过合理控制耦合器的结构参数,制作出宽带平坦光纤耦合器.     

Microstructure analysis in the coupling region of fiber coupler with a novel electrical micro-heater

Fused-tapered fiber coupler is widely used in optical-fiber communication, optical-fiber sensor and optical signal processing. Its optical performance is mainly determined by the glass properties in the coupling region. In this study, the effect of fused biconical taper (FBT) process on glass microstructure of fiber coupler was investigated by testing the microstructure of the cross-section of coupling region. The fiber coupler is fabricated with a novel home-designed electrical heater. Our experimental results show that the boundary between fiber core and fiber cladding become vague or indistinct after FBT under transmission electron microscopy (TEM) and Ge²⁺ in fiber core diffuses into fiber cladding. Crystallizations are observed in coupling region under scanning electron microscope (SEM) and microscopic infrared (IR), and the micro crystallizations become smaller with the drawing speed increasing. The wave number of fiberglass increases after FBT and it is in proportion to the drawing speed. The analysis of the microstructure in the coupling region explored the mechanism of the improvement in the performance of fiber couplers which can be used for the guidance of fabrication process.     

保偏光纤耦合器波长耦合比研究

根据单模光纤模激励理论,论述了熔融拉锥型光纤耦合器的工作原理,得出了耦合器耦合比和波长的关系,并对保偏光纤耦合器的耦合比、波长与温度的关系进行了实际测试.     

用于光分插复用器的一体化光纤光栅耦合器制备工艺及实验研究

基于熔融拉锥耦合器制作工艺及相位掩模布拉格光纤光栅制作工艺,初步制作了一体化光纤光栅耦合器(FGC),通过对影响初制器件特性的工艺因素进行分析和实验验证,提出了改进的一体化光纤光栅耦合器制备工艺,成功制成了一体化光纤光栅耦合器,进行了器件特性测试实验研究,即光波上行复用(OAM)、光波下行复用(ODM)实验,为一体化光纤光栅耦合器的制备提供了参考。     

制造熔融拉锥分支器件的工作台

介绍了已经被广泛应用的基于熔融拉锥分支（FBT）技术的光纤耦合器的制造设备，并从耦合器制造和新品开发的角度，提出了对工作台的结构和性能的要求。     

Development of miniature optical fiber hybrid WDM coupler employing the FBT technology

An innovative technique for fabricating the optical fiber hybrid wavelength-division multiplexing (WDM) coupler is presented. The device is comprised of two components, a wavelength division multiplexer and an optical fiber coupler, in a miniature stainless steel tube. The outstanding features of the ultra-low polarization dependent loss (PDL) under 0.05 dB and the compact size of ∅3.5 × 65 mm for bare-fiber type of package are accomplished by using the pioneering methodology combining the main techniques of twisted and parallel fusion processes in the fused biconical taper (FBT) technology. Besides, its miniaturization is more competitive in both of the applications of optical communication and sensing systems where a compact-sized package is required for extending the flexibility of installation.     

高功率非对称泵浦耦合器理论研究

高功率非对称泵浦耦合器是高功率连续光纤激光器的关键无源光器件,它可以将多路泵浦光高效率地耦合进主光纤中,从而为光纤激光器提供所需的泵浦光功率,但已有双波导耦合理论并不能直接应用于该型耦合器的研究。为解决这一问题,在双波导定向耦合器的不完全耦合理论基础上,针对高功率泵浦耦合器非对称的特点,将其耦合系数和光功率方程组做了进一步推导,并进行了数值仿真,研究结果表明:两光纤中的光功率按照一定周期变化,当泵浦光纤的锥角在1~1.5之间时,可以获得97%以上的最佳耦合效率,且与其对应耦合长度的局部变化对耦合效率的影响较小。该研究结果对高功率非对称泵浦耦合器的设计及制作均具有指导意义。     

熔锥型光纤侧面泵浦耦合器的研究

该文采用泵浦光纤预拉方法得到一款泵浦耦合效率82%,信号光通过率98%,信号输入与泵浦输入隔离度33 dB,泵浦光反向隔离度24 dB的高效熔锥型侧面泵浦耦合器。将该耦合器应用于自制的20 W脉冲激光器,实现了峰值功率为7 kW的稳定激光输出。研究结果表明,所研制的熔锥型光纤侧面泵浦耦合器在高功率光纤激光器和光纤放大器中具有很好的应用前景。