一种新型光纤准直器的研究

球对称梯度折射率微球透镜具有体积小、光路短、外形易加工、使用易调整,且无螺旋光线、像差小等优越性能.研究用其制作光纤耦合用准直器的可能.通过理论计算证明了:在适当的技术参数下,用球对称梯度折射率微球透镜制作的光纤准直器有望达到较高的耦合效率;试用实验室制备的梯度折射率聚合物微球透镜制作了这种新型准直器,测试了它的光学性能.     

GRIN聚合物微球用作平行光束至光纤的耦合器的耦合性能研究

梯度折射率微球透镜是一类具有极简单几何形状的新型光学器件,主要依靠介质内特殊的非均匀折射率分布实现其各种光学功能。本文对用各种不同参数的GRIN微球透镜以及均匀球的耦合性能进行了系统的理论分析,证明用GRIN微球透镜耦合性能比均匀球更优越。     

基于微电机械系统的反射式可变光衰减器的研究与设计

利用双光纤准直器研制出一种基于微电机械系统(M icro E lectron ic M echan ica l System,M EM S)技术的连续可调光衰减器,利用双光纤准直器光纤头(P igta il)的楔角面对C-L ens准直透镜产生的色散进行了补偿,使得该衰减器工作在C-B and及衰减范围内具有极低的波长相关损耗(W ave lengthD ependen t Loss,W DL)值.分析了影响该衰减器的其它光学性能的各个因素.对所试制样品进行测试结果表明:该衰减器具有良好的光学性能,插损(Insertion Loss,IL),回损(R eturn Loss,RL)等指标达到理想的结果,特别是W DL指标性能优于同类产品.     

一类梯度折射率微球透镜成像质量的评价

应用光线追迹的方法对一类用悬浮扩散共聚法制成的聚合物球对称梯度折射率微球透镜进行纵、横向球差的理论计算。结果表明:这类梯度折射率微球透镜成像的纵、横向球差较均匀介质球透镜大幅度降低,适合应用于集成光学和微小光学系统。进一步计算提示,若将这类梯度折射率微球透镜球心至表面折射率的差值提高到(理论预期的)0.04左右,成像质量将能得到更大的改善。     

自聚焦透镜在光纤准直器中的应用分析

分析了自聚焦透镜在光无源器件———光纤准直器中的应用,讨论了自聚焦透镜和光纤之间的耦合及光纤准直器之间的耦合,计算并测量了光纤准直器的损耗,提出了改进办法.     

160 Gbps光通信系统中光纤准直器的基准插入损耗与功率代价研究

在几何光学和高斯光束传输理论的基础上,运用矩阵光学原理与高斯光束耦合理论,分析了基于自聚焦透镜光纤准直器引入高速光通信系统的基本插入损耗、回波损耗等特性,并采用光纤衰减基准测试方法对理论计算进行了实验验证.在160 Gbps光通信系统中分析了该器件对系统传输性能的影响,对误码率曲线进行了测试对比,讨论了光纤准直器增大系统功率代价的原因.     

单管半导体激光器快轴准直轴向误差分析

分别采用ZEM AX光学设计软件和高斯光束传输变换理论算法对单管半导体激光器快轴准直透镜轴向误差进行模拟计算分析。基于微透镜准直设备的单管快轴准直实验结果与两种方法得到的结果进行对比,分析得出高斯光束传输变换理论计算的曲线图更加接近实验结果。     

C-lens准直特性分析

运用矩阵光学理论结合高斯光束的复参数传输规律对新型的微光学元件C-lens的准直特性进行定量分析,确定了光纤头与C-lens之间距离的最佳范围,并推导出了C-lens光纤准直器工作距离的解析表达式和特性曲线.研究结果对C-lens的设计与优化及提高C-lens光纤准直器的性能有实用价值.     

阵列激光微透镜准直器透镜F数的研究

提出用微透镜阵列把半导体激光器阵列光束进行准直的方案．采用单正透镜对圆高斯光束的变换理论研究了微透镜的Ｆ数,得出了Ｆ数以及最小远场发散角半角值的表达式,对微透镜准直器的设计与制备具有指导意义     

拉锥球透镜光纤和柱状楔形透镜光纤与半导体激光器耦合的比较研究

分析光通信领域光发射次模块中拉锥球透镜光纤和柱状楔形透镜光纤与半导体激光器耦合的技术,建立这2种透镜光纤与半导体激光器耦合的模型。通过数学推导与软件仿真,得到出射波长为1 310 nm,平行结平面与垂直结平面发散角分别为13.00°与38.27°的双异质结激光器与这2种透镜光纤耦合时的耦合效率及多种对准误差的容忍度。同时,将这2种耦合方式的耦合效率、微透镜加工精度要求、纵向间隙与横向偏移容忍度、角度偏差容忍度以及同时存在有横向偏移与角度偏差时的容忍范围进行比较。研究结果表明:柱状楔形透镜耦合效率最大值达96.09%,远高于拉锥球透镜的耦合效率,而与柱状楔形透镜相比,拉锥球透镜在容忍度方面没有显著的优势,总体上,柱状楔形透镜光纤在与半导体激光器耦合中较拉锥球透镜光纤有更好的表现。     

广义Luneburg微球透镜折射率剖面分布的精确控制

本文分析了“使用不同浓度混合熔盐进行多阶段离子交换的方法”用于制备球对称ＧＲＩＮ球形光学器件的可能性，导出了所得ＧＲＩＮ分布的级数解。对广义Ｌｕｎｅｂｕｒｇ微球透镜所进行的数值计算，获得了最佳工艺条件和满意的ＧＲＩＮ分析。     

微透镜阵列光扩散片特性研究及制备

分析了球面微透镜阵列扩散片的扩散和增益特性,利用光线追迹法对其进行了模拟仿真,分析了不同球面半径和球冠高度对扩散增益特性的影响.结果表明,微透镜孔径越小,其扩散性能也好;微透镜的深宽比越高,其增益性能越好.提出了微透镜阵列扩散片的制作,利用自行设计的微区纳米压印机可制作不同深宽比和不同占空比的微透镜阵列模板,通过紫外胶曝光压印技术进行复制,便可形成微透镜阵列扩散片.     

基于CCD技术的圆孔衍射实验改造研究

结合现代CCD技术,对传统的夫琅禾费圆孔衍射实验进行改造,在保留原有实验的基础上增加了球面波圆孔衍射现象的观察与分析、圆孔衍射测量波面曲率半径或光束准直度实验等新内容,更新了实验手段,提高了实验层次。     

球锥形端面光纤在光耦合中的作用

本文叙述了球锥形端面光纤在与双异质结面发光二极管耦合中的作用。这种端面光纤与平端面光纤、球形端面光纤相比,耦合效率高,而且可扩大装配容差。具有这种形式端面的单模光纤在与光纤耦合中也能得到满意的结果。     

一种新型光纤准直器的设计

利用光学系统中特有的等光程面设计了一种光纤准直透镜,可以实现光纤出射光束的扩束和准直.在分析构成原理的基础上,利用CODE V 软件模拟仿真了该准直透镜,并分析了系统的像差和衍射极限.     

像差对接耦合系统的蒙特卡罗数值模型

基于光线追迹和波动光学理论,利用蒙特卡罗方法,提出一种用于分析和研究像差耦合系统的数值模型。与其他数值模型相比,该数值模型不需要使用处理球差的波像差或者相位变换概念,而是直接在界面使用折射和反射定律。其优点是不仅可以考虑三级球差,还自动考虑了五级及更高级的像差,同时,综合考虑了耦合器件的几何形状和衍射效应。因此它不仅可以用于对称系统,也可用于任意不对称或存在缺陷的系统。     

动态零位触发器设计研究

本文介绍了圆光栅动态角度测量中的瞄准指示装置--动态零位触发器,基于双光束干涉原理,采用了两个性能参数严格相同的道威棱镜镀膜胶合作为分光棱镜.介绍了动态零位触发器设计中应该注意的问题.并结合圆光栅测角仪进行了实验研究,对23面正多面棱体进行了角度测量,和中国计量科学研究院的检定结果进行比较,说明此系统具有良好的测量精度和测量的重复性,以及设计的合理性和可行性.     

半导体激光器出射光束的折射微透镜准直

讨论了利用柱形折射微透镜来改善强功率半导体激光器出射光束平行性的问题,给出了强功率半导体激光器出射光束的准直平行性通过柱形折射微透镜的作用得到显著改善的几个关键因素,所得出的研究结果可以实际应用于一种低阵列规模的线列强功率半导体激光器出射光束的准直.