熔锥型宽带光纤耦合器的研究

为了探究非对称耦合器的特性, 利用具有折射率差异的两根光纤制作了宽带耦合器。采用数值计算模拟了不同折射率差光纤耦合器的光场分布以及输出光功率随拉伸长度的变化曲线, 并分析了两种宽带耦合器的带宽差异以及熔融度对功率转换比的影响; 采用光束传播法, 通过仿真模拟得到了理论带宽。结果表明, 耦合的功率转换比随两根光纤的不对称情况而变化, 功率转换比调节到耦合器分束比的大小时, 耦合器带宽最宽; 熔融度对宽带耦合器分束比有一定的调节作用; 3dB光纤耦合器在C+L波段波长响应平缓, 带宽范围达到150nm; 分束比3:7和1:9的耦合器带宽范围分别是210nm和330nm; 分束比1:99的耦合器带宽范围是420nm。此研究结果对制作非对称宽带耦合器提供了参考依据。     

非对称GNRD波导耦合特性的计算

本文将两种尺寸不同的波导相互耦合可实现宽带耦合器的原理用于GNRD波导定向耦合器的设计。根据对非对称GNRD波导耦合特性的理论分析,定性讨论了各种非对称情况对耦合特性的影响;并设计了3dB GNRD波导非对称定向耦合器。计算结果表明其在8mm波段,耦合频带比原对称时的明显平坦。     

波长响应特性平坦的熔锥型光纤耦合器研究

本文对熔锥型非对称耦合器进行了理论分析，理论分析表明，这种耦合器具有波长响应平坦的特性，且这个结果能与实验较好地符合。     

光纤耦合器对光纤傅里叶变换光谱仪的影响

光纤耦合器是全光纤傅里叶变换光谱仪(FFTS)的关键元件.根据耦合模理论,分析了光纤耦合器的分束比、附加损耗等传输特性对FFTS的工作带宽和测量准确性的影响.提出一种修正方法,即根据耦合模理论,拓展光纤耦合器传输矩阵的定义,通过实验测量确定其值,进一步计算得到反映光纤耦合器传输光谱特性的窗形函数,用于FFTS的光谱修正.采用此修正方法不但拓宽了FFTS的工作带宽,提高了其测量准确性,而且降低了FFTS对光纤耦合器传输特性的要求.     

数值模拟在非对称双芯光子晶体光纤耦合器教学中的应用

本文从对非对称双芯光子晶体光纤耦合器的数值模拟分析,表明提出的结构由于两不同偏振方向模式的耦合程度相近,使得这种耦合器可忽略光偏振特性的影响;同时,在一定分光比下,耦合器具有波长响应平坦性,可制作不同分光比的宽带双芯耦合器,并且带宽、分光比偏差程度、耦合长度等特性较普通宽带光纤耦合器都有较大改善,为宽带非对称双芯光子晶体光纤耦合器的制作提供了理论支持。     

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.     

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。     

非对称定向耦合器设计

定向耦合器是微波通信领域必不可少的元件之一.平行耦合与分支线耦合是定向耦合器的两种基本形式.重点研究非对称多节定向平行耦合器的设计.根据设计的结构和尺寸,通过HFSS软件进行耦合器结构的仿真.仿真结果表明,设计的定向耦合器可以实现1～4 GHz宽频带下20 dB的耦合度.另外,仿真验证了节支长度对耦合度并不敏感.     

强耦合单模光纤定向耦合器的模式激发理论和实验研究

本文用模式激发理论分析横向强耦合(纤芯相拼接)单模光纤定向耦合器,这类耦合器是一般弱耦合理论或射线理论所无法分析的。用方——圆波导等效法计算了输入端口激发模对耦合区传输模的激发系数。研究了作为耦合长L的函数的理论耦合量和插入损耗。曾用特殊的光电方法来控制耦合长度,制成具有各种耦合量的耦合器,插入损耗在1.2—1.5dB之间,反向隔离度大于60dB。测试了器件在中心波长附近的谱特性,并与理论结果作了比较。     

单元式偏光分束棱镜分束角和光强分束比

为了研究单元式偏光分束棱镜分束角和光强分束比与棱镜结构的关系,采用从理论上分析o光、e光的分束角和光强分束比与光轴取向、棱镜结构角及入射角的关系,并从实验上测量分束角和光强分束比随入射角变化的方法,进行了理论分析和实验验证,取得了分束角和光强分束比随光轴取向、棱镜结构角及入射角的变化关系的数学表达式,并得到了二者随入射角变化的实验数据。结果表明,在误差所允许的范围内,实验所测的光强分束比和分束角随入射角的变化与理论计算是一致的,且分束角的变化约为入射角的1/2。     

Wavelength-flattened response in bent fibre couplers

A symmetric fused tapered coupler in singlemode fibre can be given a wavelength-flattened response by bending it in the plane of its constituent fibres. The maximum splitting ratio can be freely adjusted after coupler elongation, in contrast with methods requiring the pretreatment of the fibres.<>     

Mach-Zehnder interferometer type optical waveguide coupler with wavelength-flattened coupling ratio

Coupling characteristics of a new optical wavelength-flattened coupler with the Mach-Zehnder configuration are described. A coupling ratio of 20+or-1.9% in a wide wavelength region of 1.25 mu m-1.65 mu m is realised using silica waveguides on Si.<>     

高分光比光纤零耦合器临界耦合特性的理论分析与实验论证

对光纤失配非对称耦合器中的模式耦合特性进行了理论和实验研究 ,给出了两光纤失配量的临界判据r2 r1 =0 62～ 0 63 ,指出当失配度超过此下限后 ,因出现高阶模的耦合而降低分光比。合理控制失配量 ,研制出分光比为 5× 10 3～ 10 5,损耗为 0 1～ 0 .2dB的光纤零耦合器。     

Wavelength-flattened couplers: performance optimisation by twist-tuning

The twisting of an asymmetric fused tapered single-mode fibre coupler is found to decrease the maximum coupled power, in addition to the usual shift in the wavelength response. This effect can be used to optimise a wavelength-flattened coupler's performance during or after coupler elongation.<>     

Design of wavelength-flattened coupler using a novel diagram

A novel diagram which describes the condition of 3 dB coupler is proposed. Using the proposed diagram, the design of a wavelength-flattened 3 dB directional coupler composed of a uniform coupled waveguide is investigated. Normalized waveguide parameters are introduced to characterize a five-layer planar waveguide. This enables us to generalize the discussion and to reduce the number of parameters required for characterizing a coupled waveguide. A broadband 3 dB coupler having 50±5% coupling ratio over a wavelength range of 1.1-1.7 μm is designed     

Wavelength-flattened fibre couplers produced by UV-trimming of fused hybrid fibres

A novel method is described for fabricating wavelength-flattened fibre couplers with the combination of one intrinsically photosensitive fibre and one standard singlemode fibre. The spectrum monitored in real time can be shifted and flattened to the desired wavelength band by exposing the entire coupler to intense ultraviolet light.     

利用速率方程分析光纤激光器相干耦合系统的尝试

尝试采用稳态速率方程,分析了由一个光纤耦合器连接起来的、两个掺Er光纤激光器组成的相干耦合系统.考虑到设置在光纤耦合器的一个输出端口的公共反射镜还担负着实施两个激光器间的相互注入的功能,利用光纤耦合器的变换矩阵以及光场相干叠加的要求,可以确定激光器速率方程组满足的边界条件.在进行合理的近似处理后,把速率方程组转化为代数方程组.利用这些结果分析了系统的一些特性,比如耦合器的分光比和不同泵浦功率对输出功率的影响等.     

工作在L-波段的可调谐环形腔掺铒光纤激光器

报道了一种波长调谐范围达 4 5nm的L 波段环形腔掺铒光纤激光器。利用偏振调谐的方法 ,可以使该激光器的工作波长在 15 6 0nm到 16 0 5nm范围内调谐 ,调谐范围几乎覆盖了整个L 波段。环形腔内用两段铒光纤作为增益介质 ,采用二次抽运方式 ,由一 980nm激光器抽运其中一段铒光纤产生的放大自发辐射作二次抽运源 ,再对腔内的两段铒光纤进行抽运 ,使它们的增益谱位移到L 波段 ,获得稳定的激光输出。实验中还对环形腔输出耦合器的输出耦合比对激光功率的影响作了研究     

A high-efficiency in-plane splitting coupler for planar photonic Crystal self-collimation devices

In this letter, we present the design, fabrication, and characterization of a high-efficiency in-plane splitting coupler for planar photonic crystal self-collimation devices. This splitting coupler consists of multiple concatenated in-plane reflective lenses and is capable of efficiently splitting and coupling a wide input beam into multiple narrow self-collimated beams. As an example, a one-to-two splitting coupler is simulated using the two-dimensional finite-difference time-domain method with an effective index used to account for the third dimension. The simulation shows a total coupling efficiency of 86% and a splitting ratio of two channels is 0.51 to 0.49. This device is also experimentally validated and the measured splitting ratio is 0.57 to 0.43.