扭转椭圆双折射光纤的Mueller矩阵

导出由光纤双折射参数、扭转速率表达的扭转椭圆双折射光纤的Mueller矩阵。Mueller矩阵具有实二重简并的本征值１，求得对应的本征矢即扭转椭圆双折射光纤本征偏振态的Ｓtokes矢量。偏振方向沿光纤特征方向的线偏振光输入，将得到偏振方向不同的线偏振光输出。还讨论了扭转椭圆双折射光纤的椭圆偏振器等效等问题。     

扭转椭圆双折射光纤的本征值问题

求得由光纤长度、双折射参数和扭转速率表达的扭转椭圆双折射光纤Jones矩阵和Mueller矩阵的本征值、本征矢、本征偏振态和对应的等效双折射矢量及其在Poincare球上的表示，给出任意椭圆偏振态关于本征偏振态分解的幅值和光强表达式，并对扭转椭圆双折射光纤的拍长等问题作了初步讨论.     

布里渊光纤陀螺环形腔中偏振串扰及消除方法

建立了布里渊光纤陀螺环形腔中泵浦光及布里渊激光的偏振传输模型,推导出了2本征态的本征值,分析了环境因素波动引起的偏振误差.研究结果表明：采用保偏光纤构建光纤环形腔并旋转熔接点偏振主轴90°能使泵浦光及布里渊激光2本征偏振态在激光器中保持稳定的谐振间距,从而消除偏振串扰给陀螺带来的误差;采用单偏振单模光纤构建布里渊光纤陀螺环形腔能消除偏振串扰.针对2种消除偏振串扰的方法进行了实验,实验结果与理论分析相符.     

高圆双折射光纤的分析与设计

本文对高圆双折射光纤的偏振特性作了分析，提出了一个能确定高圆双折射光纤保偏性能的特性参数．文中还给出了对线偏振光输入、出射光消光比满足一定设计值下高圆双折射光纤固有线双折射及弯曲半径与光纤扭转率之间的关系曲线．这些结果为这类光纤的设计及性能判定提供了理论依据．     

光纤光栅中双折射致偏振相关特性

为了研究光纤光栅在横向压力作用下的双折射效应,讨论了光纤光栅中双折射所致的透射特性以及偏振相关特性的变化。通过仿真分析了起偏角对传输特性的影响,研究了双折射效应引起的光纤光栅偏振相关特性。利用传输矩阵法,仿真分析了光栅的参数、结构类型、光纤本征双折射和光栅中光致双折射对偏振相关损耗的影响,并利用邦加球分析了经光栅双折射作用的透射光偏振态的变化。结果表明,双折射的大小和偏振相关损耗以及第一斯托克斯参量之间存在单调递增关系。此结论为利用光纤光栅的偏振特性进行弱压力传感测量提供了基础。     

双折射光子晶体光纤横截面上偏振态的不一致性

利用全矢量特征方程得到光子晶体光纤中的模式特征后,忽略光纤损耗、三阶以上的色散和非线性,研究了高斯脉冲在椭圆孔光子晶体光纤中传输时的矢量演化特性,得到光纤中任意时刻的横向电场分布及两个偏振分量之间的相位关系.在双折射光子晶体光纤同一横截面上,不同位置的两个偏振态分量之间相位差不同,因而总电场的偏振态不一致,光电场和固有双折射引起的偏振态之间的相位差都关于光纤中心对称.     

全光纤型圆偏振起偏器的工作原理及理论分析

提出了以高扭转率旋转应力型双折射光纤来实现手征光纤光栅,并进而实现易于在线制成的全光纤圆起偏器.采用耦合模理论分析表明,以小于1mm的扭转周期旋转领结光纤或熊猫光纤可以实现圆起偏器.与已有的基于特殊光纤的手征光纤光栅不同,旋转光纤基于商用应力高双折射光纤,容易与普通光纤连接.耦合模分析还揭示了这类由旋转光纤形成的手征光纤光栅中圆偏振模相耦合的偏振选择机理和实现起偏器的必要条件.数值分析表明,对数值孔径为0.1865、拍长为1.25mm的熊猫光纤以右手螺旋方向进行旋转,当旋转周期和光纤长度分别为0.375mm和33.2mm时,该起偏器在谐振波长1550nm处输出左旋圆偏振光.     

光纤微柱腔传输谱线的实验研究

利用光纤锥耦合的方法来激发光纤微柱腔中的光学回音壁模式,从而获得光纤微柱腔的传输谱线.主要研究了光纤锥的耦合位置以及输入激光的偏振态对光纤微柱腔传输谱线的影响.实验结果表明:当光纤锥垂直放置在距离光纤微柱腔切平端较远处时可以得到较高的品质因子,但耦合位置的改变对被有效激发的模式的共振波长基本没有影响;当改变输入激光的偏振态时,被激发的回音壁模式的共振波长会有些不同,但其Q值基本不变.     

Sagnac型环形镜理论研究

对基于双折射光纤的Sagnac型环形镜的反射和透射特性进行了理论研究，得出了偏振控制器、耦合比、光纤长度和折射率差对其反射谱线的影响．结论对设计制作不同性能，满足不同要求的Sagnac型环形镜具有参考价值．     

庞加莱球的光纤应力测量

推导用斯托克斯参数表示的光纤应力计算公式．指出在一个无损耗单元内,从一个偏振态到另一个偏振态的任何变化,都对应着庞加莱球相对于直径的一个旋转．如果令球的半径为R=k(相位应力系数),则压应力F可用球与S2OS3平面相交圆上的一段大圆弧表示．当入射光为线偏振光时,若单模光纤无固有双折射,则F=k[tg^-1(S3/S2)];若单模光纤存在固有双折射,可将固有双折射看成-初始附加压力Fo的作用结果．给出斯托克斯参数测量值和光纤应力计算值．并比较实际外加应力．结果与实际情况相符。     

定长光纤环形谐振腔不同匝数对光纤陀螺信号输出参数的影响

谐振式光纤陀螺由于其在小型化、集成化和高精度等方面比干涉型光纤陀螺占有优势,引起了国内外研究机构的广泛关注,而光纤环形谐振腔作为光纤陀螺的核心敏感部件对陀螺信号的输出至关重要。本文分析对比了半长1.10 m,定长2.2 m,保偏耦合器偏振消光比为20 dB,分光比为50∶50的光纤环腔在相同室温条件下,不同匝数谐振谱线的谐振深度ρ、半高全宽(FWHM)以及光纤陀螺的输出信号包括动态范围、频率带宽、标度因数、系统极限灵敏度的各项陀螺关键指标,为定长保偏光纤环腔作为光学陀螺的核心部件提供相关指导。     

光纤S型环形腔的非互易性分析

用功能块模型的方法详细分析了由于转动而引起的萨格纳克(Sagnac)非互易效应对光纤S型环形腔输出频谱特性的影响。光纤S型环形腔在一定的条件下具有双峰结构，由于转动而产生的非互易效应，会使双峰的间距发生变化，间距的大小与转速近似成正比。     

双环谐振型光纤陀螺的特性分析

提出了一种完全不同于传统单谐振环结构的双谐振环光纤陀螺结构。对照传统单谐振环结构分析了该结构方案所具有的显著特点和重要价值,同时通过详尽的公式推导和计算,给出了带焊接点谐振环和不带焊接点谐振环各自的谐振条件和谐振输出特性。     

光纤环形振荡滤波器及其应用

采用标准单模光纤和光纤耦合器构造了单环形振荡滤波器和Mach-zehnder环形振荡滤波器,推导并分析了两种光纤环形振荡滤波器的滤波特性,单环形振荡滤波器腔内振荡模式线宽和精细度,Machzehnder环形振荡滤波器中模式分裂现象,以及腔内损耗对它们的影响.     

萨那蒙测量方法的扩展及应用

传统萨那蒙法难以完成单根纤维不同厚度处的双折射测量,而单根纤维径向各层的双折射率测量就更困难,目前未见报道,本文运用二种方法,1)纤维柱体上直线干涉条纹径向移动法(简称径向移动法);2)纤维斜切面上弧线条纹轴向移动法(简称轴向移动法)实测了纤维横向不同厚度处的双折射值,以及更为重要的径向各层的双折射值。实验结果证明,萨那蒙法配以CCD成像系统可以通过径向移动法实测纤维横向不同厚度处的双折射值,并结合理论模型分析推测纤维径向双折射分布.而运用轴向移动法,能实测求得纤维径向各层的双折射值。显然这两种方法既具有萨那蒙法原有快速、方便、精确的特点,又同时解决了过去一些不可测问题。故是纤维大分子取向结构研究中的有效手段。     

矢量暗孤子两偏振分量的相互作用特性

利用变分法研究双折射光纤中矢量暗孤子两偏振分量的相互作用,导出矢量暗孤子两分量间相互作用能和相互作用力的表达式,由此详细讨论了两分量孤子的相互作用特性.     

光纤环形腔的腔长调制速率限和应用

从理论上导出了有线性腔长调制时光纤环形腔的输出特性,首次得到了腔长调制速率限的定量公式,并给出了调制速率大于速率限时腔的有效带宽与调制速率之间的关系．计算结果表明：当调制速率大于速率限时,腔的输出特性出现振铃和不对称．讨论了它在光纤环形腔陀螺中的应用．     

双折射滤波片3种琼斯矩阵的数值计算及比较

以光轴平行于表面的石英和金红石晶体为例,通过具体的数值计算对波片琼斯矩阵的3种典型算法进行了比较,讨论了它们的适用范围,说明了在使用主折射率相差较大的晶体作滤波片时,O光和E光的空间分裂不可忽略.     

双开口劈裂方环/方形环中磁法诺共振的调控

基于有限元法,从理论上研究了双开口劈裂方环/方形环纳米结构(double split ringsquare ring,DSR-SR)中的等离子体共振和局域电磁场增强等光学特性.由于方形内环的亮模式和双开口劈裂环的暗模式的相互干涉,在该结构中产生了磁法诺共振现象,通过改变该结构的几何参数,可以实现对共振峰位置和强度的有效调控.计算结果表明,该结构中的共振峰对周围介质折射率变化敏感,品质因子最高可达到25.3,并且各共振峰处的局域电场和局域磁场都有很大增强.基于该结构的这些性质,它可以应用于传感器、多光谱表面增强光谱学、低损耗的磁性等离激元的传播和其他基于磁性法诺的光学器件.