用焦散面半径方法计算双包层光纤的吸收效率

采用一种基于射线理论和模式理论相结合的方法 ,用模式理论计算焦散面半径 ,以此半径为判据用射线方法确定穿过纤芯的模式 ,即能被吸收的模式 .该模式的总数与总模数的比值即为泵浦吸收效率 .用此方法计算了两种圆形内包层截面的双包层光纤的纤芯对内包层中泵浦光的吸收效率与纤芯半径和偏芯距离的关系 .计算结果表明 :圆形内包层截面的双包层光纤激光器和放大器可以通过将纤芯偏离中心位置来提高吸收效率 .该结果与用 2维几何光学射线法的结果一致 .     

介绍一种高功率光纤激光器

近年来，为了提高激光器的输出功率，减少体积，增强工作稳定必画际上发展了一种以双包层光纤为工作介质的激光器，这种双包层光纤激光器采用包层泵浦原理，使注入内包层的泵浦光在内包层中传播，反复穿越纤芯被纤芯掺杂介质吸收，从而使纤芯中传播的光的比例增加，大大提高了输出功率，如此优越的性能使双包层光纤激光器在激光器领域中占有重要的地位，在比较了激光器的常用类型后，阐述了双包层光纤激光器的结构及工作原理，并对其国内，外的发展现状及应用前景作了介绍。     

双包层单模光纤结构参数对传输特性的影响

推导了双包层单模光纤的特征方程,对特征方程直接求导解得了基模群时延和群速色散,讨论了结构参数对传播常数、群时延以及群速色散的影响．研究结果表明：纤芯半径(α)和纤芯半径与内包层外半径之比(Q)对光纤的传输特性参数传播常数、群速度以及群速色散均有不同程度的影响,影响的大小及规律与α和Q的值有关。     

铒镱共掺光纤折射率与元素分布均匀性研究

针对改进的化学汽相沉积工艺结合稀土螯合物高温气相掺杂法制备的双包层铒镱共掺光纤,通过研究铒镱共掺光纤预制棒的芯层沉积层数、每一层芯层反应物流量等因素对铒镱共掺光纤纤芯折射率分布与锗元素浓度分布均匀性的影响,降低了双包层铒镱共掺光纤纤芯中心处折射率凹陷的宽度和深度,同时改善了锗元素浓度分布的均匀性,最终将铒镱共掺光纤在1 535 nm波长处的纤芯吸收系数提高到66.1 dB/m,同时将双包层铒镱共掺光纤在1 200 nm波长处的纤芯本底损耗降低到10.8 dB/km。     

大芯径双包层单模光纤

本文对芯中折射率为α分布的双包层单模光纤的传输特性作了详细分析和计算,并且考虑了实际光纤制造工艺(MCVD法)中存在的折射率中心凹陷的影响。根据理论计算值,在国内首次成功地制造了大芯径双包层单模光纤,芯径达14～17μm,比通常的单包层单模光纤提高一倍左右,且弯曲损耗也有明显减小。     

应用于C_2H_2吸收光谱检测的单孔单芯内悬挂光纤

为了提高基于激光吸收光谱技术的C_2H_2气体检测灵敏度,替代多通池在吸收光谱检测中的功能,设计了一种应用于C_2H_2吸收光谱检测的特殊微结构光纤,即单孔单芯内悬挂光纤.以C_2H_2吸收谱线1.531 6μm的激光作为工作波长,基于有限元方法计算了光纤的模场分布,分析了光纤纤芯半径r、纤芯折射率n_1及包层厚度D对基模中空气内层能量占比的影响,并获得了优化的光纤参数(空气内层半径R=25μm,纤芯半径r=0.49μm,纤芯折射率n_1=1.72;包层厚度D=5μm,折射率为n_2=1.45).提出了该光纤用于C_2H_2检测的方案,理论计算该光纤在光程1 km的情况下获得10~(-13)量级的探测极限.     

内包层为负折射率介质双包层光纤的HE11导模特性分析

对内包层为负折射率介质,纤芯和外包层都为常规材料的W型弱导双包层光纤进行研究.在不考虑材料色散和介质损耗的情况下,采用全矢量的方法,由亥姆霍兹方程出发得到严格精确的震荡模式的特征方程.分另讨论了内包层折射率和厚度对该左手材料光纤的HE11模式的影响,画出了该模式不同情况下的色散曲线及截止频率随内包层折射率和厚度变化的曲...     

双包层型光导纤维中光功率的分布

研究了涂层作为内包层,环境作为外包层并具有两种不同的折射率分布所构成的双包层阶跃型光纤的光功率分布。在弱波层近似下给出了特征方程及光功率的表达式。通过计算机模拟与分析得出的结果表明纤芯表面上所担载的涂层厚度对光功率的分布有着明显影响,且呈现出周期性变化。不同条件下,具有不同的周期和变化规律,此结果对该类双包层光纤传感器以及光纤担载型的光催化反应系统的设计提供了理论依据。     

空心光纤中LP01模的场分布和消失波场特性分析

用弱导光纤近似，分析限空心光纤的场分布和消失波场特性，得出了色散方程并进行了数值计算，结果显示，在空心光纤里，空心区域的消失波场只限制在离纤芯内壁大约０．７λ厚的一层区域内，其场强的最大值仅为芯层中导波场最大值的１０％左右，保持空心光纤的其他参数不变，只改变纤芯层与包层之间的相对折射率差，不会引起区域内消失波场２的改变只会导致光纤包场分布的改变。     

多模光纤布拉格光栅的纤芯模式转换的数值模拟

根据耦合模理论,数值模拟了多模光纤布拉格光栅的倾斜角度对纤芯基模向纤芯高阶模式的转换问题.反射光谱的数值计算中,假定只有LPo01模式激发情况下LP01模式与LP11模式的转换.     

单模光纤损耗分析与测量

光纤传输质量受光纤损耗的影响,对单模光纤传输波长1310nm和1550nm弯曲损耗进行测试,结果表明弯曲损耗呈震荡变化,随着弯曲半径的增加损耗减小、振幅减小,随着波长的增加损耗增加、振幅增大,并利用光纤的耦合模理论对单模光纤弯曲损耗震荡进行解释,对实际应用有一定的参考价值。     

掺钕玻璃光纤的受激有效截面

利用几率密度矩阵法描述吸收-发射过程,并对稀土离子掺杂的玻璃光纤中传播模计算分析,论证了掺杂光纤介质中受激有效截面满足菲切保尔-拉登贝格修正关系式;同时,揭示了这种光纤的光增益效应。基于此法,实验上测试了三种掺钕玻璃光纤的受激有效截面σ,其值介于0.97～4.99×10~(-20)cm~2 之间。     

大换气量房间不同供暖方式节能效果比较

通过对大换气量房间在不同供暖方式下的室内热环境进行实测和分析比较,指出降低通风热损失是提高该类房间供暖节能效果的有效途径.结合围护结构传热机理,在对3种方式的能耗状况进行理论分析的基础上,提出了换气次数的节能临界值,依据该值可判定房间应采用的具有最佳节能效果的供暖方式.     

声光光纤模式耦合的分析

光纤声光器件是基于光纤中的超声光栅引起的两个光波同向模式间的耦合,此文比较了声切变波和疏密波激发的光纤超声光栅对双模光纤中对称模LP01,非对称模LP11间模式耦合的影响,得到一个重要结论：除了光纤超声光栅的周期必须满足这两个耦合模式间的相位匹配条件小,该光纤超声光栅还必须要破坏这两个模式间径向电场的正交性,这一结论为光纤声光器件控制光纤超声光栅产生有效的模式耦合提供了理论依据。     

湿腐蚀法制备U形塑料光纤折射率传感器

为提升折射率测量灵敏度、方便测量,通过湿腐蚀法制备了高灵敏度的U形塑料光纤折射率传感器.从理论上分析了多模塑料光纤宏弯曲折射率传感器的原理,利用射线法对塑料光纤中传输光场进行近似,获得多模塑料光纤宏弯曲模式损耗的表达式.采用丙酮和甲醇混合溶液作为腐蚀剂,利用湿腐蚀法对塑料光纤进行处理,观察不同腐蚀剂浓度腐蚀后光纤表面形貌,得到最佳腐蚀剂浓度为丙酮浓度80％.采用热定型法对腐蚀后的光纤进行宏弯曲处理,通过改变光纤芯径及弯曲半径优化传感器性能.利用655 nm红光激光器作为光源对其灵敏度进行测试,在1.30 ～1.45的较大折射率范围内,得到最佳灵敏度为618％/RIU(RIU为折射率单位).实验结果证明,通过宏弯曲处理可以使传感器灵敏度得到提升,并且U形探头使测量更加方便,可以广泛应用于折射率传感领域.     

横向纤维搭桥下的脱层屈曲数值模拟

基于结构屈曲分析的ANSYS有限元法,在考虑横向纤维搭桥影响下,对矩形薄板的脱层屈曲进行数值模拟.结果表明：考虑纤维搭桥时,结构脱层屈曲的临界载荷大幅度提高;脱层后,屈曲模态将发生扩展并产生多个半波模态;随着约束刚度不断增大,脱层屈曲区域逐渐减小,局部屈曲的范围逐渐靠近受载端,且脱层屈曲的特征长度（半波波长）随之减小,而临界载荷值增大.     

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。     

布拉格光纤光栅等效芯径和折射率的测量

提出一种通过布拉格光纤光栅传输谱线计算其纤芯直径和折射率的方法.实验中采用较短波长的相位掩模板及紫外光照射载氢的单模光纤来写布拉格光栅.通过测量LP01模与反向传输的LP01、LP02模耦合所对应的损耗峰,并将对应的两中心波长分别带入色散方程,来计算同时满足布拉格光栅相位匹配条件的解,即可求出该光纤光栅纤芯直径和折射率.这种方法为测量光纤光栅参数提供了一种新的途径.     

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