单模光纤模场分布特性

介绍光纤的概念及其种类,光纤损耗和传输优点,并应用matlab软件数值模拟了单模光纤模场的分布特性,结论为光纤器件的制作提供参考.     

单模光纤模场半径快速测量仪的设计及制作

用FPGA可编程控制器来控制步进电机带动放置在光纤端面远场区域的一个透光圆孔屏障沿光轴线移动,从而调节PIN光电管接收到的光信号强度.用锁相放大器来提高光电信号的信噪比,信号被快速采样后输入FPGA控制器,经过数据处理后显示所测单模光纤的模场半径.测量仪具备较好的测量精度和重复精度.     

大模场单模增益光纤的研究进展

高功率光纤激光器的发展面临着各种非线性效应和输出模式和功率不稳定等技术瓶颈,而大 模场单模光纤被认为是解决该类问题的主要手段。 本文系统总结了各种典型的大模场单模增益光纤,阐述了各种光纤的 结构特点以及实现原理,重点分析 了光纤的模场面积、输出功率、抗弯曲特性、激光光束质量和制备难度等几项关键指标。最 后介绍了作者最新设计的新型异质包层螺旋侧漏大模场 单模光纤结构模型及其实现路径,该光纤芯径在50～200μm范围内 具有可调控性,且制备相对简单,有望成为大模场单模光纤 发展的一个新的方向。     

包层模对单模光纤模耦合损耗的影响

本文研究,当纤芯和包层间的折射率差非常小时,单模突变光纤在生产过程中由随机芯径波动所引起的模耦合损耗受包层模影响的程度。     

增益导引和折射率导引在大模场单模光纤设计中的应用

传统的大模场光纤是通过设计光纤结构来获得大模场面积的,可以实现的模场面积只能达到几百平方微米。增益导引和折射率导引相结合是实现大模场单模光纤的一种新方法。通过分析增益因子对折射率以及归一化频率的影响,得到了光纤中各阶模式截止条件与纤芯包层折射率差和增益因子的关系。最后以包层折射率为1.5734,纤芯折射率为1.5689,纤芯半径为50μm,10%(原子数分数)重掺杂钕离子的磷酸盐光纤作为模拟计算对象,当波长为1.064μm时,得到其模场直径大于90μm。对于普通光纤,增益导引和负折射率导引相结合的方法对实现大模场单模传输很有前景。     

大模场面积光纤单模运转实现方法的研究进展

非线性效应和光纤损伤是抑制光纤激光器功率提升的主要因素,因此实现单模运转的大模场面积光纤成为国内外研究人员关注的热点。从光纤滤模、光纤结构设计和模式转换三方面出发,详细介绍了当前大模场面积光纤高阶模抑制技术的研究进展,通过对比几种技术方案,对高功率光纤激光器单模运转的发展进行了展望。     

拉丝张力对单模光纤截止波长和模场直径的影响探究

现代社会的信息技术越来越发达,随着通讯网、互联网、有线电视的普及,单模光纤的应用也越来越广泛,因为它具有输出信息量大、传输信息完整性高、信息传递距离远、抗外界干扰能力强、抗腐蚀性能高等许多优点,受到了人们的青睐.为了使单模光纤的各项性能更加完善,各个地方的技术人员对单模光纤的拉丝张力对截止波长和模场直径进行了相应的研究.本文通过探究拉丝张力对单模光纤截止波长和模场直径的影响,得出了拉丝张力对单模光纤性能的影响规律.     

单模光纤中模耦合微扰功率谱与偏振关系的研究

提出用测量光纤偏振耦合率来确定模耦合系数，从而得到耦合微扰功率谱与双折射关系。它给出了光纤拉制中微扰作用 的信息，是研制偏振光纤的一种有效方法。     

用准导模法分析单模光纤的模耦合损耗

本文用等效电流法将不规则的单模光纤看成是有源的理想光纤,求出极化电流场,并认为光纤损耗是由极化电流激发的准导模产生的。本文将准导模的概念用于等效电流法来求取单模光纤的模耦合损耗。这种方法脱离了耦合波的概念,但物理意义明确,方法简洁。     

径向偏振光对微纳尺度聚合物结构纵向分辨率的改善

研究了径向偏振型飞秒脉冲激光并将其引入基于双光子吸收理论的微纳加工系统,得到了更高纵向分辨率、更低长径比的二维微纳尺度聚合物结构.对聚焦光场内光强分布的理论模拟表明:径向偏振型飞秒脉冲激光在提高纵向分辨率的同时会在一定程度上降低聚合物结构的横向分辨率,使聚合物结构的长径比降低.用扫描电子显微镜表征聚合物结构得到的结果与理论模拟结果具有良好的一致性.径向偏振型飞秒脉冲激光提高了微纳尺度聚合物结构的纵向分辨率,在激光光刻领域有良好的应用前景.     

微纳光纤的导波及远场辐射特性

为了研究微纳光纤的导波和远场辐射特性,采用模式理论和衍射理论分析了微纳光纤芯径与模场、z向能流密度、有效模面积和远场强度的关系,并通过拉锥光纤进行了实验验证。结果表明,通过合理设计,微纳光纤的大部分能量在包层中以倏逝波的形式传输,光纤的有效模面积可以超过1000μm2。拉锥光纤的实验证实了微纳光纤可以有效地传输导波并把其辐射出去。     

大模场光纤研究的新进展

为克服光纤非线性效应和光纤损伤等对光纤激光功率增长的限制,高功率增益光纤通常采用大模场光纤结构.总结了目前大模场光纤实现的3条主要技术途径:光纤结构设计、模式选择控制和模式转换,说明各种技术途径的基本思想及主要光纤的特点,在此基础上,指出:这些方法真正应用到实际还面临着模场畸变、高阶模抑制、光纤激光系统综合分析以及光纤...     

基于碳纳米管的微纳机电器件应用研究

综述了近年来碳纳米管在微纳传感器、纳米发电机、纳米执行器、纳米电子器件、纳米收音机与薄膜扬声器等方面取得的瞩目成果及典型应用,介绍了基于碳纳米管的微纳机电器件的制造工艺、器件性能及其研究进展,指出了碳纳米管基微纳机电器件在多元化发展、工艺多样化、材料复合化、产业化工程等方面的发展趋势。     

基于微纳光纤的通信器件研究进展

详细介绍了基于不同种类微纳光纤的光源、光耦合器、光开关和滤波器的结构、工作过程及性能参数,总结了基于微纳光纤的光纤通信器件的研究进展情况。指出微纳光纤器件的实用化是光纤通信器件的发展方向。     

微纳双FBG高灵敏度折射率传感特性研究

光纤布拉格光栅(FBG)的倏逝波场随着其半径的 减小而增强,从而对环境折射 率响应灵敏度同步提高,但其对折射率敏感的同时存在温度交叉敏感性;而微纳双FBG传感 器实现高灵敏度折射率传感的同时又可解决温度交叉敏感问题。本文利用2层和3层光纤纤芯 基模的色散方 程分析了微纳双FBG的折射率传感灵敏度与其半径之间的关系,发现其半径越小,折射率 传 感灵敏度越大。实验研究了不同半径的双FBG在温度补偿情况下的折射率传感灵敏度,得到 半径为0.3μm的双FBG折射率传感灵敏度为1.057μm/RIU。     

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,设计实现了一种新型结构的单偏振单模（single polarization single mode,SPSM）微结构光纤（Microstructured optical fibers,MOFs）,以聚合物聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate,PMMA...     

微纳光纤传输损耗测试及实验优化

对一种结合剪断法和后向散射法测量微纳光纤传输损耗的反射式剪断法进行了优化。通过增加分光耦合器和探测器,用气凝胶固定尾纤,消除了光源波动和尾纤摆动对实验测试的影响。利用该方法测量微纳光纤传输损耗与直径的关系,实验结果表明改进后的方法,测量结果更稳定。     

基于微纳电离的有毒有害气体传感器

为了有效避免有害气体浓度的超标对经济效益和人类生命财产安全造成损害,提出并设计了一种新型检测方法,通过对微纳电离型传感器进行一系列的测试,设计的传感器展现了较强的抗弯能力及较快的响应-恢复能力。在室温常压、相对湿度75%的实验条件下,对多个浓度的苯、甲苯气体展开了测试,并基于特征噪声强度识别气体的浓度,构建了对应的识别模型。实验结果表明：传感器对有害气体检测时的测量值和真实值的拟合度可达99%以上,体现了较高的检测精度,且在检测有害气体时传感器处于可逆电离平衡状态,重复性良好,不需要进行预热、安全无毒,因此适合于应用到苯类气体的检测中,能够满足效率、精度的要求,具备了一定的实用性。