一种基于三芯光纤的模式复用器/解复用器的设计

提出了一种基于三芯光纤的模式复用器/解复用器,三个纤芯包括两个相同的单模纤芯和一个少模纤芯,在少模纤芯中写入长周期光纤光栅以实现单模纤芯中LP01模与少模纤芯中LP11模间的转换。同时从两个单模纤芯输入LP01模,能激发少模纤芯中两个简并的LP11,a模和LP11,b模。采用光束传播法分析了该模式复用器/解复用器的耦合特性及串扰。数值模拟结果显示,若以少模纤芯中LP11模输出能量大于-1dB的波长范围作为该模式复用器/解复用器的工作带宽,则能够达到23nm,并且少模纤芯中生成的其他模式的输出能量皆比LP11模的输出能量小-21dB以上。该模式复用器/解复用器能够实现对少模光纤的模式复用与解复用,并具有极低的串扰。     

基于光纤光栅的模间干涉仪传感特性研究

研究了基于光纤光栅的光子晶体光纤(photonic crystal fiber,PCF)模间干涉仪的传感特性,阐述了模间干涉的基本原理,通过在PCF中填充水来改善其传感特性,得到了一种基于光纤光栅的传感灵敏度较高的模间干涉仪。仿真实验表明,基于长周期光栅的温度传感器,获得的条纹清晰对温度敏感度高,且损耗足够小,具有一定的应用价值。     

长周期光纤光栅

长周期光纤光栅作为一种重要的光无源器件，与所有光纤传感器一样具有抗电磁干扰、耐腐蚀、灵敏度高、体积小、与光纤系统兼容等优点，在光纤传感与光纤通信领域都有广泛的应用。本文对长周期光纤光栅的模式耦合原理、理论分析方法、光栅制备技术及其在光纤传感与光纤通信领域的主要应用进行了总结分析，其中制备技术主要总结了激光制备技术（包括紫外激光、二氧化碳激光、飞秒激光制备技术）与非激光制备技术（包括电弧放电、机械微弯、包层腐蚀、熔融拉锥、离子注入、超声调制技术），分别介绍了长周期光纤光栅在温度、应变、弯曲、扭转和环境折射率、生化传感等方面的应用，对于光纤通信领域的应用则侧重于全光纤滤波器、模式转换器、起偏器、模式耦合器等方面。本文是按照教程论文的形式撰写的，旨在为相关领域的学生、科研工作者提供一个系统的介绍。     

基于环形光纤的倾斜长周期光纤光栅的矢量模式转换

为了实现模分复用系统中的模式转换,提出了基于环形光纤的倾斜长周期光纤光栅的矢量模式转换方法。利用有限差分法和耦合模理论,研究了折射率调制的倾斜角度、幅度函数、光栅长度及耦合系数对模式耦合的影响。结果表明,在相位匹配条件下,该光栅可在不同波长处实现基模到特定高阶矢量模式的转换,且波长间隔大于150 nm。倾斜角度在模式耦合中起着关键作用,在倾斜角度约为84°时转换效率可达到最大。与现有模式转换方法相比,这种模式转换器模式间隔较大,模式间串扰低、转换效率高,在轨道角动量复用和矢量模式复用中有潜在应用价值。     

LPFG带通滤波器的芯模阻隔器设计与制作

为有效地阻挡长周期光纤光栅（LPFG）器件芯模,实现包层模提取技术,提出了利用磁流变液实现芯模阻隔（CMB）的新方法。从模式耦合理论出发,基于LPFG的单多模级联网络结构,分析了LP01模和HE13包层模与多模光纤（MMF）耦合效率随CMB器芯径的变化规律,并对CMB器尺寸进行了优化设计。根据理论分析结果,将磁流变液注...     

光纤通信空分复用技术研究进展分析

带宽容量需求的快速增长驱动光纤通信技术不断演进,目前多芯光纤复用、少模光纤复用、少模多芯光纤复用和轨道角动量模式复用等空分复用技术成为业界的关注焦点.基于此,对空分复用技术涉及的新型光纤设计、模式转换与控制、信道复用/解复用、光放大等关键技术及其研究进展进行了分析,同时对其技术特征进行了对比总结,并对光纤通信空分复用技术目前存在的问题和未来发展的应用前景进行了探讨和展望.     

积分法求解长周期光纤光栅透射谱研究

基于光纤光栅的模式耦合理论,用德拜势能法对纤芯、包层内的电磁场进行矢量分析,得到纤芯及各包层中的各矢量场分量的表达式,求解出纤芯和包层模的耦合常数和有效折射率后,利用数值积分的方法通过求解耦合模方程得到光纤光栅的透射率。积分法是一种较为精确的求解透射谱方法,为长周期光纤光栅的优化设计和其在光纤通信、光纤传感领域的高精度测量提供理论依据。     

积分法求解长周期光纤光栅透射谱研究

基于光纤光栅的模式耦合理论,用德拜势能法对纤芯、包层内的电磁场进行矢量分析,得到纤芯及各包层中的各矢量场分量的表达式,求解出纤芯和包层模的耦合常数和有效折射率后,利用数值积分的方法通过求解耦合模方程得到光纤光栅的透射率。积分法是一种较为精确的求解透射谱方法,为长周期光纤光栅的优化设计和其在光纤通信、光纤传感领域的高精度测量提供理论依据。     

LPFG折射率模式响应及其在传感建模中的应用

基于光纤光栅的模式耦合理论,采用严格的数学模型,给出了三层介质长周期光纤光栅(LPFG)的纤芯模和包层模的本征方程,分析了长周期光纤光栅中的纤芯模式和包层模式的有效折射率随外界环境折射率变化的情形,以及外界环境折射率变化对长周期光纤光栅谐振波长的影响.通过在长周期光纤光栅外涂覆折射率对外界环境变化敏感响应的特定薄膜可以显著提高其传感测量的灵敏度.研究结果可为长周期光纤光栅传感器结构参数的优化设计和实际应用提供理论支持.     

少模光纤中模式选择性激励技术北大核心

基于少模光纤的模分复用系统能继续提高光纤通信系统的传输容量,目前已成为全球的研究热点。在介绍了少模光纤设计后,文章对3种模式选择性激励技术(偏移注入、长周期光纤光栅和空间光调制)的激励机制、特点及实现进行了研究,并重点介绍了基于空间光调制的模式选择性激励技术。     

基于多模干涉和长周期光纤光栅的温度及折射率同时测量

基于多模干涉理论和长周期光纤光栅(LPFG)的传感特性,提出了一种单模-多模-单模(SMS)结构与LPFG级联的光纤传感器,实现了温度和折射率的同时测量。实验结果表明,SMS结构的干涉谱和LPFG对温度和折射率具有不同响应灵敏度,其温度灵敏度分别为0.017nm/℃和0.060nm/℃;SMS结构对折射率不敏感,而LPFG的折射率灵敏度为-35.60nm/RIU(RIU为折射率单位)。因此利用敏感矩阵,实现对温度和折射率的同时测量,得到温度和折射率的最大测量误差分别为±0.59℃和±0.0013。该结构灵敏度高、结构简单,且不易受电磁等干扰。实验结果具有良好的线性度,在生物化学领域应用前景良好。     

长周期光纤光栅的应用研究

长周期光纤光栅在通讯与传感领域有着广泛的应用,成为目前研究的热点之一。该文主要介绍了长周期光纤光栅在传感领域的最新研究进展。     

多功能2×2 GaAs/GaAlAs多模干涉型光开关分析

提出了一种基于深刻蚀脊形光波导带模斑转换器的多功能2×2 GaAs/GaAlAs多模干涉型光开关,并用变量变换级数展开法及三维有限差分束传播法对其进行了模拟分析与优化设计.结果表明,通过控制多模波导中央的两段Schottky电极,器件可实现交叉态、直通态及3dB耦合器功能,并有较大的制作容差、较宽的工作带宽,只须一个多模波导,器件结构紧凑.采用深刻蚀脊形光波导能够满足多模干涉型器件的精确自镜像要求,并使输入/输出光波导在单模工作下有较大的横截面,较低的弯曲损耗及较小的耦合串扰.通道末端引入的模斑转换器可方便地与单模光纤连接耦合.     

Multimode Fiber Bragg Grating Wavelength Filter in a 10-Gb/s System

A 10-Gb/s transmission experiment has been performed on multishell multimode fiber Bragg gratings. The device can simultaneously serve as wavelength filter and mode selector and is compatible with conventional graded refractive index multimode fiber (MMF) components. This could be a promising technology for wavelength-division multiplexing and mode diversity in practical MMF-based optical access networks.     

多模光纤布里渊散射效应研究进展

面对人们日益增长的光纤传感需求,多模光纤的容量优势为解决单模光纤的容量壁垒、实现高精度的多参量光纤传感测量提供了新思路。理论分析了多模光纤的模式特性,综述了多模光纤模式耦合及偏振的研究进展,重点介绍了多模光纤中布里渊散射的阈值、增益谱和布里渊频移的国内外发展动态,分析了未来光纤传感的发展方向。     

Multimode Fiber Devices for Optical Fiber Links, Printing, and Display

It is generally agreed that multimode graded index fiber has become the main fiber technology for optical communication applications. Multimode graded index fibers provide sufficient bandwidth for most applications without the critical tolerances of single mode fibers. In this paper, multimode fiber devices and components based on packaging miniaturized optical components for a GaAs laser array source package, and multichannel waveguides will be discussed. Experimental results, fabrication process and technology limitation for some of the multimode devices will be included. One major drawback of using multimode fibers is the difficulty to obtain simple and efficient switches and taps which are essential for data bus or other optical links. Some possible solutions for multimode fiber switches with miniaturized bulk wave devices will be presented.     

Mode Coupling in Plastic Optical Fiber Enables 40-Gb/s Performance

We report 40-Gb/s capability of 50-mum core plastic optical fiber using differential modal delay measurements and power penalty due to intersymbol interference computations. The results are explained via a comprehensive multimode fiber model that includes mode coupling (MC) and differential modal attenuation (DMA). We show that strong MC can enable 40-Gb/s transmission for reach in excess of 100 m even in the presence of irregularities in the refractive index profile that prevent 10-Gb/s performance without MC. Furthermore, we show that DMA effects are negligible and that the mode power distributions are not a good indicator of bandwidth.     

Proposal of a DMUX with a Fabry-Perot all-reflection filter-basedMMIMI configuration

Proposes a novel optical device for (de)multiplexing. The device is based on a Bragg grating assisted multimode interference Michelson interferometer (MMIMI) coupler. The analysis is based on the mode propagation theory. Silica-on-silicon planar lightwave circuits is presently the most promising technology for realizing this kind of device     

C-band fundamental/first-order mode converter based on multimode interference coupler on InP substrate

The design, fabrication and characterization of a fundamental/first-order mode converter based on multimode interference coupler on InP substrate were reported. Detailed optimization of the device parameters were investigated using 3D beam propagation method. In the experiments, the fabricated mode converter realized mode conversion from the fundamental mode to the first-order mode in the wavelength range of 1530-1565 nm with excess loss less than 3 dB. Moreover, LP₀₁ and LP₁₁ fiber modes were successfully excited from a few-mode fiber by using the device. This InP-based mode converter can be a possible candidate for integrated transceivers for future mode-division multiplexing system.