保偏光纤定轴技术的仿真及实验分析

根据保偏光纤侧视成像定轴原理,应用光线追迹方法,分析了保偏光纤侧视成像定轴过程,模拟考察了熊猫型保偏光纤侧视成像的光强分布与偏振轴方位角及物平面位置的关系.对比仿真结果和实验观测结果,对五指型光强分布特征值判断法进行了改进.比较了透镜效应侧视成像的不同定轴方法,发现改进的五指型光强分布特征值判断法的特征值在90°位置附近具有更高的定轴精度,更易于实现保偏光纤偏振主轴的定位.这种方法适用于制作保偏光纤耦合器和保偏光纤偏振器时,在偏振主轴0°或90°方位角时的高精度定轴.     

保偏光纤侧视成像光强分析及定轴方法研究

保偏光纤偏振轴方位角的确定和调整对改善光纤器件性能有重要意义。为进一步提高定轴精度,国内科研人员在透镜放应侧视(POL)法的基础上提出了五点法、五指法等,其理论定轴精度有所提高。但由于此类方法是建立在特定光强分布的前提下,对成像面调节要求较高,因此其实用性受限。该文以保偏光纤侧视成像为基础,通过对保偏光纤不同成像面的侧视成像光强分布作了大量仿真分析发现,光纤旋转至慢轴与水平方向成0°角附近时,光强分布会发生明显变化,利用这一现象可对0°位置进行识别。因此,该文改变了以往通过寻找某特定光强分布进行定轴的思路,提出了通过对0°位置进行识别的定轴方法,该方法通过简单的图像处理和数据分析即可判断偏振轴的偏转情况,适用的成像面位置范围也相对更宽,可操作性强,实用前景好。     

基于五指型光强分布的保偏光纤定轴方法

保偏光纤偏振主轴的精确定位是保偏光纤应用中的关键技术之一。文中在观察到保偏光纤侧视图像的光强分布呈五指型的实验基础上,提出了一种用于保偏光纤定轴的新方法,即五指型光强分布特征值判断法。实测表明,用于保偏光纤定轴时,在0°附近,与现有的其它定轴方法相比,五指型光强分布特征值判断法的特征更明显,提高了定轴的灵敏度。此新方法可用于制作保偏光纤器件时,在0°附近的高精度定轴。     

保偏光纤侧视光强相关峰锐度的定轴方法

在保偏光纤偏振轴的定位和对准技术中，侧视成像法为目前的主要方法。现有的侧视成像法对光强形貌特征具有较高要求，为了提高它们的通用性，提出了基于侧视光强相关峰锐度的定轴方法。该方法首先通过侧视光强曲线间的相关运算得到相关系数曲线，进而利用相关系数曲线的峰值尖锐程度作为特征值。相比于传统侧视成像法，该方法不受光强形貌特征的限制，因此具有更强的通用性。为了提高该方法的精度，对不同观测平面的定轴精度进行了比较，从而确定了具有理想定轴精度的观测平面范围。在此基础之上，对该方法的实际精度进行了实验验证，结果表明:利用该方法可以获得优于0.9的定轴精度。     

保偏光纤侧视成像定轴技术仿真研究

通过建立保偏光纤侧视成像定轴系统仿真模型,分析了POL(Polarization observation by the Lens-effective tracing)定轴算法的精度,结果表明熊猫型保偏光纤应力区位置出现3.2 μm 的偏差时,该算法的定轴误差为1°左右。产生误差的主要原因是:由于应力区位置不严格对称,光纤后焦平面上所得的侧视成像光强分布中心光强值不再是最能准确反映偏振轴方位角位置的特征点。基于此,文中对POL定轴算法做了相应改进,以光强分布中实际最大光强值代替中心光强值作为特征点,然后利用特征点构建出标准曲线,进而采用间接相关的方法完成定轴。理论计算结果表明,改进后的定轴算法可以实现更高的理论定轴精度。     

基于五点特征值的匹配型保偏光纤定轴新方法

匹配型保偏光纤偏振主轴的精确定位是制作保偏耦合器的关键。由于这类光纤两应力区与包层在普通显微镜中的侧视成像特征不明显,不容易直接定轴。为了实现匹配型保偏光纤的自动对轴,提出了一种利用与光纤方位角关系更敏感的五点特征量的定轴方法。实测表明此方法较透镜效应侧视法曲线特征更明显,更易于实现偏振主轴的定位,并且提高了测量精度。     

匹配型熊猫光纤的相衬法定轴技术的仿真分析

从匹配型熊猫光纤的结构及相衬显微技术物理图像出发 ,建立起仿真数学模型 ,计算机仿真了相衬法定轴技术。仿真数学模型考虑了匹配型熊猫光纤的应力折射率分布、相衬成像原理、光纤在物镜观察面上的相衬成像偏差等物理图像。计算机仿真分析得到了相衬法确定匹配型保偏光纤双折射光轴的光强特征图像。仿真结果与实验得到的光强图像相符合。此方法已成功地应用于定轴实验 ,定轴分辨率小于 2°     

保偏光纤侧视定轴技术仿真及实验分析

通过建立POL(Polarization Observation by The Lens-Effective Tracing)保偏光纤定轴系统仿真模型,分析了定轴过程中光纤发生微小位移以及相机像元尺寸所产生的误差。为了减少该种误差,实现自动对轴,提出了一种基于POL技术的保偏光纤定轴方法——POLF(Polarization Observation by The Lens-Effective with Fiber-Focus)定轴法。对该定轴方法进行了仿真验证,并通过对轴实验对其定轴精度进行了验证。实验结果证明POLF定轴算法能够实现优于1°的定轴精度。     

保偏光纤定轴研究

简要介绍保偏光纤耦合器制作过程中和保偏光纤定轴的基本方法.保偏光纤,保偏光纤耦合器,定轴.     

多模光纤出射光束光强分布的研究

采用横向偏移法测量以LED为激励源的多模光纤纤芯截面光强分布和出射光束的传输特性，将光强分布从近距光强分布和远距光强分布两方面进行讨论，比较分析了理论曲线与实验曲线，指出LED作为光源的多模光纤光强分布非常有利于光耦合，并可通过测量多模光纤光强分布得到光纤数值孔径的大小。     

Bending characteristics of dual-hole PM-PCF based on LP01 and LP11 modal interference

The bending characteristics of dual-hole polarization maintaining photonic crystal fiber (PM-PCF) are demonstrated in this paper. The modal interference is induced by the LP01 mode and LP11 mode propagating in a single PM-PCF with the same polarization direction. Simulation results demonstrate that the bending radius induces the phase difference between LP01 mode and LP11 mode, which leads to the change of light interference intensity on the fiber output facet. The relationship between bending radius and normalized interference intensity with three different bending angles is discussed, where the bending angle is defined as the angle between hole axis and the x axis. The bending sensitivity is obtained to be about -188.78/m around the bending radius of 1.5 cm with the bending angle of 90°. The bending characteristics can contribute for online bending detection in widespread areas.     

铌酸锂光波导器件保偏尾纤对轴工艺研究

基于采用退火质子交换工艺制备的铌酸锂光波导器件的保偏尾纤具有高偏振消光比这一特性,提出了一种通过偏振消光比测试仪测定器件保偏尾纤的偏振轴并实现与保偏连接头定位键高精度对准的方法.工艺实验证明,采用该方法制作的保偏尾纤连接头偏振轴向对准精度优于0.8°,显著优于显微成像定轴方法制作的保偏尾纤接头.     

保偏光纤器件的对轴角度分析与测量

理论推导了保偏光纤(PMF)对轴角度、起偏器起偏角与相干域检测信号的关系,仿真分析表明,对轴误差越大,引起的偏振耦合越大.根据白光干涉原理,采用Michelson干涉仪光程补偿的方法,实验研究了偏振耦合强度与对轴角度之间的关系,并根据测量的耦合强度数据计算出对轴角度.     

激光光束检测圆对称超声换能器焦点声压的可行性

根据Raman and Nath理论,光在声场中传播可认为是在多层薄光栅中传播,而薄光栅的参数则由光栅平面内的声场分布决定。本文通过圆对称聚焦换能器在焦平面附近的声场分布,得到光束的偏转角与换能器焦点声压的关系。通过测量光束偏转距离得到换能器焦点声压。虽然本文的声压与偏转角的关系是基于理想超声聚焦换能器的线性理论,但通过激光检测声压与光纤水听器测量的结果,表明该方法可用于检测较高的焦点声压检测。     

Noncontact calibration of optical fiber cladding diameter usingexact scattering theory

A new, contactless and nondestructive method for measuring the diameter of an optical fiber is described which has 10 nm sensitivity. In this method, polarized laser light is backscattered from the fiber, perpendicular to its axis. The measured intensity shows excellent agreement with calculations from an exact scattering theory, and reveals both the refractive index and diameter of the fiber. The high sensitivity of this method results from the intrinsic interferometric properties of the fiber itself, and depends on the wavelength of the coherent light source only. If the fiber's circumference is circular, the high sensitivity of this method leads to an absolute calibration accuracy of 10 nm of the fiber diameter     

棱镜型光热偏转光谱法的研究

采用棱镜的光色散特性建立了棱镜型光热偏转光谱法的理论框架,研究了激励光源对待测样品表面周期性照射情况下的探测光偏转角与光热信号之间的解析关系。得到了棱镜型样品表面周期性变化的偏转角表达式,探讨了调制频率,样品表面和探测光之间的距离对输出信号强度的影响。结果表明,该方法比传统型光谱法具有理论模型简单、试验容易实现、分辨率高、灵敏度高、测量方便快捷等优点。     

慧差对矢量偏振贝塞耳-高斯光束聚焦场的影响

利用Richards-Wolf矢量衍射积分公式,获得矢量偏振贝塞耳-高斯光束经具有初级慧差的高数值孔径系统聚焦后的三维光场复振幅函数,模拟了不同慧差系数下聚焦光场的纵向分布,以及焦平面和光轴上的光强。研究表明,初级慧差的存在导致矢量偏振贝塞耳-高斯光束的会聚光场发生偏移和变形,焦平面光强的分布和光轴上的光强峰值都受初级慧差和入射光偏振态的共同影响,偏振态和初级慧差不影响聚焦光场在光轴上的对称分布。