EH包层模及互耦合对长周期光纤光栅谱特性的影响

利用光波导的模耦合理论以及光纤中传播常数与波长的近似线性关系，研究了基于导模和不同包层模耦合的长周期光纤光栅的透射谱特点，对一阶低次包层模，透射谱较窄，随着模序增加，透射谱变宽；在某一模序附近，谱宽达到最大；以后随模序增大，谱宽迅速变小，对模序较高的包层模(一阶)，相邻的HE和EH包层模的传播常数相差不大，而且导模和它们的耦舍系数接近，因此能够在较近的波段范围内同时和它们产生耦合，从而对谱分布产生一定影响，包层模互耦合的条件较难满足，即使偶有满足其影响也很小，可以忽略，利用不同的包层模，可以设计出透射谱很宽或很窄的长周期光纤光栅。     

复折射率光纤传输特性的微扰分析

运用微扰分析方法计算复折射率光纤复传播常数 .光纤的复数模折射率N =N′ +iN″的实部N′由求解相应的实本征值方程得到 ,而虚部N″则由微扰计算得到 .对阶跃型圆光纤 ,导出了芯区或包层为复折射率时的损耗或增益的解析关系式 ,数值计算结果表明 ,本法与直接解复本征值方程得到的精确结果符合得很好 .     

多包层平坦光纤色散的数值分析

采用了等效法求解多包层平坦光纤的色散.假设波导色散和材料色散加性的,计算了平坦阶跃光纤的精确的色散.利用Matlab工具,先给出光纤的色散和传播常数之间的关系,再将多包层平坦光纤的等效为阶跃光纤,计算出等效的折射率,然后用迭代法解方程组计算出传播常数的数值解,最后拟合出光纤的色散曲线.结果表明:将多包层光纤等效为阶跃光纤,减少了计算量,精度也能达到实用要求.     

镀金属四包层长周期光纤光栅特征方程的建立与求解

根据耦合模理论,建立了镀金属四包层长周期光纤光栅气体传感器的模型和特征方程,讨论了由于金属的复折射率虚部较大,引起特征方程中贝塞尔函数溢出的问题.提出了采用在贝塞尔函数源程序中乘上一个缩放因子解决溢出问题的方法,并给出了3种解决办法———积分法、幂级数法和渐进展开法.     

塑料光纤包层的研究

研究了苯乙烯－甲基丙烯酸甲酯共聚物（ＰＳ－ＭＭＡ）芯塑料光纤包层的制备方法．通过比较传统的溶剂型涂层热涂覆光纤芯和用紫外光固化含有光引发剂的塑料光纤涂层发现,后者利用预聚单体作为光纤涂覆层,缩短了光纤包层的固化时间．并讨论了不同材料及配方对塑料光纤衰减的影响．     

长周期光纤光栅包层模场分布及其耦合系数

基于简化的三层模型分析了单模光纤的包层模理论。研究了长周期光纤光栅的包层模块分布及其与基模的耦合系数。利用计算机建模,采用Ｍａｔｌａｂ对实用的ＳＭＦ－２８＾ＴＭ单模光纤进行模拟分析,得到了一阶不同次的层包模在沿光纤半径方向的光密度分布情况,及其与纤芯内的基模耦合系数的计算结果。证明了一阶低次奇、偶包层模在光纤纤芯内部的能量分布具有不同的特点,奇次包层模在纤芯内的能量远大于偶次包层模,因而奇次包层模     

金属包层渐变折射率平板介质波导导模的二阶微扰分析

本文由微扰理论和多层分析法得到了金属包层波变折射率介质波导导模的传播常数的一级和二级近似结果,同时直接求得了复本征方程的解,将两者进行分析比较,结果表明微扰法是相当好的近似方法,它们给出了与精确值符合相当好的数值结果。分析结果还表明微扰法的二级近似结果对一级近似结果的修正很小,一级近似已可以给出足够精确的结果。     

各向异性晶体包层对光纤包层能量的影响

研究了包层为单轴各向异性晶体材料且其主轴沿光纤轴线的光纤模型.针对HE11模,运用矢量精确解法分析了各向异性材料对包层中传输能量的影响.结果表明,各向异性材料折射率对该种光纤芯层和包层中传输的能量影响显著.     

金属包层渐变平板光波导的边缘元分析

采用将边缘元法和欧姆损耗微扰法相结合的办法,研究了任意折射率分布的金属包层平板光波导的传输特性和损耗特性,并由此计算了几种典型任意折射率分布波导的复传播常数.数值结果与文献中用不同方法得到的数据准确吻合,证实了该方法是有效的,具有广泛的适用性.     

低损耗阶跃型聚合物光纤制备工艺的研究

介绍了制备低损耗阶跃型聚合物光纤的工艺流程，研究发现随着链转移剂质量分数的增加，聚合物的相对分子质量相应降低，聚合物光纤的力学性能也随之改变，加入改性单体丙烯酸乙酯或丙烯酸丁酯后，提高了聚合物光纤的柔韧性，但降低了聚合物光纤的透光率，包层工艺对光纤损耗也有较大影响。通过原料精馏提纯、材料改性和共挤工艺等措施制备出低损耗聚合物光张样品，其光损耗小于200dB/km(波长650nm)。     

长周期光纤光栅模式与耦合系数的研究

从耦合模理论出发,采用三层介质光纤模型,用数值计算的方法分析了长周期光纤光栅纤芯模和包层模的有效折射率,一阶低次包层模的耦合系数随波长以及阶次的变化关系.研究发现,低次包层模的最大耦合系数对应的模次随波长增大而减小,不同光纤参数下耦合系数随波长变化的规律不同.耦合系数直接影响到光栅透射谱损耗峰峰值,这对长周期光栅的设计有一定的参考价值.     

克尔型非线性梯度折射率光纤轴对称模的传播常数

导出了克尔非线性梯度折射率光纤轴对称模传播常数的解析公式．结果表明：在非线性梯度折射率光纤中，光束功率对传播常数有很大影响，对基模的传播常数有显著影响．所得公式可简化为已知的线性结果     

正方形多芯光子晶体光纤的有限元分析

从Helmholtz方程出发,通过全矢量有限单元法及移位迭代算法,完成了对正方形多芯光子晶体光纤同位相超模的数值模拟分析,详细分析了工作波长、包层空气占空比和两类空气孔直径对五芯光子晶体光纤的同位相超模的影响,结果表明光纤结构是影响纤芯之间模场形态的重要因素,通过优化纤芯间不同类型的空气孔直径,能实现多芯光子晶体光纤同位相超模场的各纤芯等振幅输出.     

用波动理论分析双包层光纤的吸收效率

基于波动理论,运用WKB方法,根据双包层光纤中单模掺杂纤芯的半径和偏心距离,计算光纤中的模式在从能被纤芯吸收到不被吸收这一临界条件下对应的周向模数、传播常数和焦散面半径值.然后判断光纤中有多少模式的焦散面半径值大于上述在临界条件下算得的焦散面半径值(即有多少模式的传播路径不经过纤芯),用数学公式推导出不能被掺杂纤芯吸收的模数,将之与总传播模数作一比较,得出此双包层光纤的吸收效率.用波动理论得出的计算结果与用射线法算得的结果完全一致.     

单轴晶体为内包层的双包层光导纤维HE_(11)模的特性研究

研究了以单轴晶体为内包层 ,且晶体光轴沿光纤轴线 (Z轴 )方向的双包层光纤的传输特性 .给出了 3个区域中电磁场满足的波动方程及其解 ,得出了矢量模的精确特征方程 .重点研究了晶体主轴折射率比 kcl,几何参数 S,光学参数 R对 HE11模色散和截止特性的影响 .研究结果发现晶体主轴折射率比 kcl对 HE11模的传输和截止特性有显著影响 .研究结果对利用该类双包层光纤设计新型无源光器件具有重要的参考价值 .     

双包层Er^3＋／Yb^3＋共掺光纤放大器系统结构设计及其性能分析

基于光传输方程,数值分析了所设计的双包层Er^3＋／Yb^3＋共掺光纤放大器系统结构在980nm泵浦下,输出信号功率和噪声特性;讨论了它们随输入信号功率、输入信号波长、泵浦信号波长和光纤包层面积的关系。结果表明,该系统结构在输入信号小于-30dBm,激活光纤长度为4m时,输出信号功率超过10dBm,增益高于35dB,噪声系数受光纤内包层与纤芯面积之比影响较大,且小于3．5dB．     

冷却速率对高碳铬铁粉电磁性能的影响

采用矢量网络参数法在1~18 GНz频段内分别对电阻炉、空气和水浴中冷却的高碳铬铁粉的电磁性能进行研究.随着冷却速率的提高,高碳铬铁粉的相对复介电常数实部和虚部在大多数频率下均增大.空冷和水冷粉料的相对复介电常数虚部在12~18 GНz频率范围内因极化弛豫而产生较大的峰值.同一频率下相对复磁导率实部随冷却速率变化的趋势与相对复介电常数相反.水冷粉料的相对复磁导率虚部在3~5GНz以外的频段内均大于另两组冷却粉料,且三组粉料的虚部在低频及高频条件下均具有峰值.在2.45 GНz的微波加热频率下,炉冷、空冷及水冷粉料的反射损耗分别为-2.30、-2.15和-2.07 dB.水冷粉料的介电损耗因子及磁损耗因子最大,微波场下具有最佳的升温速率与反应效果.     

Er3+/Yb3+共掺双包层光纤放大器的增益特性

基于速率方程和功率传输方程,分析了Er³⁺/Yb³⁺共掺双包层光纤放大器增益特性随光纤长度的变化及信号光、抽运光功率对放大器增益的影响,并进行了实验验证。结果表明:有源光纤长度对放大器增益有影响,大信号输入时放大器达到增益饱和对应的光纤长度更短;放大器增益随着信号光和抽运光功率不同而变化,要适当调整其大小以获得较高的放大增益。