用于EDFA泵浦的波分复用器的研制

掺铒光纤放大器（EDFA）在密集波分复用（DWDM）传输系统中的广泛应用,使EDFA成为光放大器的主流．本文报道了用于EDFA泵浦的熔锥型980nm／1550nm波分复用器（WDM）的设计和制作方法．首先运用光纤耦合器的耦合机理,从理论上得出了耦合功率和拉伸长度的关系,以1550nm作为监控波长,当拉伸长度大约为检测波长的30000倍时,可以实现980～1550nm波分复用;其次采用熔融拉锥系统,制作了样品;测试表明,器件的隔离度大于21dB,附加损耗小于0．1dB,该器件的指标都达到了实用化的要求．     

熔锥型光纤耦合器耦合比与拉伸长度的关系

为探明光纤耦合器制造过程中耦合比与拉伸长度之间的关系,基于熔融拉锥法实验研究预设耦合比和预设拉伸长度作为拉锥停止准测,实际耦合比和实际拉伸长度的分布规律。研究结果表明:预设耦合比作为拉锥停止准测的情况下,实际拉伸长度的离散度小于0.5 mm;预设拉伸长度作为拉锥停止准测的情况下,随着预设拉伸长度的增加,实际耦合比的离散度由1.13%增加到21.16%;当预设拉伸长度在12.0~12.6 mm时,实际耦合比y与理论拉伸长度x之间存在线性关系y=177.3-6.5x。该研究为光纤耦合器熔融拉锥制造工艺与设备的改进、优化提供理论与技术基础。     

熔融拉锥型光纤耦合器实验研究

根据光纤的消逝场耦合模理论，论述了熔融拉锥型光纤耦合器的工作原理；以六轴型熔融拉锥机为实验平台，研究了熔融拉锥法制作3dB单模光纤耦合器的过程；分析了拉伸速度与附加损耗厦损耗偏差的关系，发现拉伸速度为150μm／s时，耦合器的性能达到最优；此外，利用光学测试系统测试了光纤耦合器的插入损耗、附加损耗、方向性与均匀性等光谱特性参数。研究结果表明，所得实验结果与耦合理论分析结果吻合，说明该方法具有制作过程简单、附加损耗低、环境稳定以及成本低麻等优点。     

光纤耦合器熔融拉锥粘弹性建模与分析

根据热粘弹流变理论和时温等效原理，以广义Maxwell模型模拟高温下熔融光纤玻璃的粘弹特性，建立了光纤耦合器熔融拉锥过程热粘弹数值分析模型，采用热电偶和电位差计测定了气体火焰的温度；并以此温度场作为边界条件，结合有限元软件对光纤耦合器熔融拉锥过程进行热瞬态数值分析，得到了光纤耦合器在熔融拉伸过程中的应力应变场。实验结果表明：当最高温度为1171℃，拉伸速度为0．15μm/s时，最大拉应力为20．0MPa；光纤内部的最大等效应力与拉锥速度呈正比，且在拉伸的过程进行大约0.4s后光纤内部应力达到稳定。     

光纤熔融拉锥的形状函数

根据体积守恒条件导出光纤熔融拉锥形状函数的微分方程,并由边界条件和有效熔融区长度参量获得方程显解.该解析解能方便、精确和完整地描述不同熔融拉伸过程中光纤锥形的动态变化,以图表形式提供的大量实验数据表明,实验结果与理论计算相当吻合.最后,在已知初始熔融区长度的情况下,该解可以预知在任意拉伸长度下熔融拉锥光纤锥区的直径分布.     

基于表面等离子激元的光定向耦合器

作为基本的光学器件,光定向耦合器被广泛用作分光计,光开关等．提出了一种可以高度集成的基于表面等离子体的新型光定向耦合器．采用时域有限差分的方法模拟计算了该耦合器的各种特性,结果表明提出的新型光定向耦合器遵守传统光定向耦合器的一般耦合规律,但其横向尺寸在纳米量级,极大地提高了其光学集成度．对于1550和1310nm的入射波长,当其耦合区长度为一个耦合长度时,其额外损耗分别为0．57和0．56dB,该数值在可以使用的范围内．因此,对该新型光定向耦合器的研究具有重要的实际运用价值．     

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。     

光纤耦合器对光谱响应的研究

 通过对耦合的理论分析,模拟了实际的拉锥过程,构建了光纤耦合器对光谱响应特性的理论模型。详细分析了不同熔烧长度和不同拉伸距离对光谱响应的影响,熔烧长度越短,拉锥曲线震荡越剧烈,到达归一化光功率为0.5所需要的拉伸长度越短,会出现更多的震荡包络;拉伸距离越长,产生的包络震荡越多,波长间隔越密,对光谱响应越为敏感,从实验中验证其合理性。这一模型的建立将大大减少实际工作中的盲目性,对光纤耦合器制作有一定的指导意义。     

基于波分复用（WDM）方式下的EPON＋1550nm技术在广电双向网络改造中的应用

通过波分复用（WDM）方式将1550波长和EPON的1490/1310nm波长合成于一根光纤,经过分路,光纤传输送到ONU前解波分复用,还原出1550nm信号给CATV光接收机,提供视频服务,1490/1310nm信号接到ONU,完成宽带数据业务的传输。     

基于环形热源的锥形光纤加工方法

锥形光纤在光源与光纤的耦合中得到了广泛的应用。在加工锥形光纤的各种方法中,熔融拉锥的方法应用较广。针对传统熔融拉锥方法存在加热不均匀的缺点,提出了椭球反光镜环形热源的加工方法。实验表明,该加工方法得到的锥形光纤的表面光洁程度明显提高。     

多通道光纤旋转连接器

光纤旋转连接器是一种无源光纤器件,一般被用来耦合光信号通过一个旋转连接面．目前利用光互连技术设计的多通道光纤旋转结构比较复杂,故设计了一种无源多路空间互连光纤旋转连接器．该连接器利用空间光互连技术和波分复用技术传榆多路光信号．测试了多路旋转连接器在1310nm和1550nm波段下的性能,可以得知：在1310nm波段旋转连接器的插入损耗小于1．55dB,旋转变化量最大为0．28dB,1550nm波段的最大插入损耗为1．20dB,旋转变化量小于0．43dB；旋转连接器2个通道之间的隔离度大于31dB．     

单膜光纤弯曲损耗的实验测量与分析

测量了1 310nm和1 550nm波长下单膜光纤弯曲半径变化引起的弯曲损耗,分析比较了2种不同波长光和弯曲半径对弯曲损耗的影响.测量结果表明,弯曲损耗系数会随着弯曲半径的增大而减小,并且出现振荡现象.在弯曲半径较大时,弯曲损耗的变化比较平缓,1 550nm波长较1 310nm波长弯曲损耗更易产生,在弯曲半径较小时,弯曲损耗出现剧烈振荡,2种光波长对弯曲损耗的敏感程度交替变大.     

菲涅尔全息型波分复用器的初步设计与制作

提出一种利用离轴全息菲涅尔透镜制作全息型波分复用器的新方法.全息菲涅尔透镜具有会聚和色散两种功能,因此在光纤通信的波分复用元件中存在巨大的应用潜力.此种元件的主要优点为节省辅助元器件,并且成本低.阐述了波分复用器的设计原理和制作方法,其工作的中心波长为1550nm,信道间隔为2nm.通过理论分析证实制作的元件满足光纤通信系统的要求.给出了初步的实验方法、实验结果并进一步讨论了应改进的方案.     

光耗损失预测方法

基于多元回归以及统计损耗设计技术,提出一种可以用来设计新光纤网络和对已安装网络进行升级的一种光耗损失设计新方法.研究表明,通过使用1310 nm和1550 nm波长的光损耗值,基于预先决定的预测系数矩阵,该方法可以对O-L波段(1260~1625 nm,除E波段外)进行高精度的光损耗设计和预测.研究还表明,通过追加恰当的预测用波长,可以提高该方法的精度.     

三波长光子晶体耦合波分复用器的设计与仿真

目前,光子晶体的波导共振耦合技术被广泛应用,设定波长下的波导透射频率的高低成为影响器件功能优劣的重要因素。首先对比了改变光子晶体介质柱折射率和半径的大小与耦合点归一化频率的关系,之后利用时域有限差分法设计了一种由三种波导构成的共振耦合型光子晶体结构的波分复用器,并且在波长分别为1 490 nm与1 440 nm的光信号下的波导共振区域增加了一定数量的介质柱形成一种新的微腔耦合区域。并且通过在1 310 nm波长的输出信道末端改变介质柱的半径大小,使得1 310 nm波长的光信号的透射率提高到了95.5%。研究表明,通过增大介质柱半径的大小Rc,可以使得对应的光信号透射率的大幅改善。     

基于熔锥光纤耦合器的溶液浓度传感器

利用2×2熔锥型光纤耦合器,提出一种检测溶液浓度的新方法.首先,根据熔融光纤拉伸锥形曲线和超模耦合器理论,分析计算出熔锥型光纤耦合器输出分光可见度与其耦合锥区外部介质折射率的关系曲线;然后,实验上将2×2单模光纤耦合器浸入一种溶液中,当光经过熔锥耦合区后,其耦合分光可见度将随锥区外部的溶液浓度（折射率）而变化.由此,可实现对溶液浓度的检测.理论计算和实验结果有较好的一致性.     

飞秒光纤光源的波分解复用 复用实验

为研究飞秒光源作为链路初始光源的可行性，使用阵列波导光栅（AWG）对265 fs光纤光源进行波分解复用 复用实验。实验光源波长为1 52765～1 56505 nm，通道数为48，通道间隔为080 nm。研究发现:在分波实验中，飞秒光纤光源经过AWG后，扫描谱线3 dB带宽为064 nm ，相邻通道串扰为2726 dB，比连续光源增大502 dB；在合波实验中，观察到AWG多端口端对宽带光源的波长选择作用，验证了AWG的色散特性，发现多光束的输出谱线总体轮廓未出现太大变形；在波分解复用 复用实验中，谱线最大损耗为251 dB，输出谱线轮廓和初始光谱基本一致，信号在传输过程中未出现明显失真，证明飞秒光源作为链路初始光源的可行性。     

9,10-二（对烷氧基苯乙烯基）蒽衍生物的合成及其末端基链长对聚集诱导荧光性质的影响

通过4烷氧基苯甲醛和9,10二磷脂基蒽的Witting反应合成了一系列可溶性的9,10-二（对烷氧基苯乙烯基）蒽（DSA-OCn）（n=1～10,12,14,16）衍生物.溶液的紫外吸收和荧光发射光谱随着末端烷基链长的改变没有发生明显的变化,但是其在V（THF）/V（水）=1/9混合溶液中的荧光发射光谱出现了较大的差异.当DSA-OCn系列衍生物的末端烷基链长度较长（n≥7）时它们的荧光光谱峰值在550 nm左右,而末端烷基链较短（n≤6）化合物的荧光光谱峰值出现在500 nm左右.此外,具有较长末端烷基链的化合物其溶液荧光量子效率（鳓较低.结果表明,改变末端烷基链的长度可以有效地调控化合物的聚集行为和光学性质.     

波分复用信号在级联EDFA系统中的传输研究

提出了一种新的分析级联ＥＤＦＡ系统的计算模型,并利用该模型分析了波分复用（ＷＤＭ）信号在级联ＥＤＦＡ系统中的传输过程。发现如果不考虑光纤非线性效应,１５路０．５ｎｍ间隔的ＷＤＭ信号不经任何均衡可以传输经过１００个ＥＤＦＡ。传输距离越长,可容纳的信道数目少。在连接损耗,输入信号功率,泵浦功率等系统参数中,系统性能对ＥＤＦＡ之间的连接损耗最为敏感从级联时的光信噪比来看,９８０ｎｍ泵浦比１４８０ｎｍ有利