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.     

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.     

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.     

自聚焦光纤数值孔径的数学表达与测试

从自聚焦光纤中光线轨迹的特点出发，系统分析了自聚焦光纤透镜的数值孔径的数学表达式，得出了自聚焦光纤的数值孔径是自聚焦光纤透镜棒长Ｌ的周期函数，这是区别于一般透镜和普通光纤数值孔径的重要结论。并通过１４周期的自聚焦透镜棒的测试及１∶１成象方法的测试验证了所推导的公式。     

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的列光束进行准直的方案，采用正透视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造具有指导意义。     

MAXWELL鱼眼微球透镜准直性能的研究

球对称梯度折射率(Gradientrefractiveindex,GRIN)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、像差小等优越光学性能[1],在微型光学系统和集成光学中具有诱人的应用前景。本文研究了MAXWELL鱼眼微球透镜对由光纤端部出射的发散光束的会聚作用。计算结果表明,若将该种透镜用于光纤耦合准直器,其准直效果将优于由均匀介质球构成的相应系统。     

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.     

自聚焦透镜及其在光纤传感系统中的应用

在对自聚焦透镜的光学特性分析的基础上，对引起自聚焦透镜间耦合损 耗的轴偏离、角偏离、间距大小以及装配误差、色差等误差原因进行了较为详 细的分析，并介绍自聚焦透镜在光纤传感系统中的应用，提出一种补偿结构， 从而提高光纤传感系统的测量精度和稳定性，达到很好的补偿效果．     

自聚焦透镜在全固态激光器中的应用

全固态激光器被广泛应用于光学传感、干涉测量、微波光电子等重要领域。为了分析自聚焦透镜在全固态激光器中的应用,本文介绍了LD光纤耦合端面泵浦Nd:YAG激光系统组成,利用自聚焦透镜的传输矩阵,根据ABCD公式,采用q参数,理论分析了自聚焦透镜对LD泵浦光束的传输特性。建立了LD端面泵浦固体激光系统,研究了泵浦光与振荡激光的模式匹配程度对激光器输出特性的影响。研究表明,自聚焦透镜用作全固态激光器泵浦光的耦合镜,可简化泵浦系统,提高泵浦光的耦合效率。     

波分复用器件自聚焦透镜耦合系统的优化设计

利用光纤矩阵方法和高斯光学的耦合损耗理论，对波分复用器件的自聚焦透镜耦合系统进行了分析，得出了一种优化设计耦合系统的分析和计算方法。结合计算结果的曲线，分析了耦合系统中透镜长度对耦合损耗的影响，提出了通过调整入射单模光纤与自聚集透镜粘接的角度来减小耦合损耗的新方法。     

梯度折射率球透镜的研制

根据菲克定律推导出梯度折射率球透镜的折射率分布函数,熔制了含Li 硅酸盐玻璃及采用槽沉法和Na /Li 离子交换法制备直径为0.3~3.0mm的梯度折射率球透镜,通过干涉法测得了梯度折射率球透镜的折射率分布曲线,研究结果表明:直径为1.6mm的梯度折射率球透镜折射率差为0.002,其折射率分布曲线与双曲正割曲线接近。     

球对称GRIN微透镜制备及折射率分布测量

介绍悬浮扩散共聚法制备球对称聚合物GRIN(梯度折射率)微型透镜的过程,对所制样品折射率分布应用剪切干涉法进行了测量,测量精度较高,为进一步制作理想折射率分布的微球透镜提供了实验依据.结果表明,所制透镜已经具有较好的折射率梯度,接近抛物线型分布.对扩散过程作了定性分析,提出了改善悬浮扩散共聚条件的一些建议.     

适用于波分复用器的自聚焦棒透镜最佳长度的计算

在光线微分方程的基础上,我们建立了一个极精确的波分复用器损耗计算模型.这个模型考虑了自聚焦棒的色差和器件的串扰等细节.借助于光线追迹法和单纯形加速法,我们编制了波分复用器性能优化程序.由此,我们得到了一些新的结果,还导出了一个选择最佳棒长的通用公式.与采用四分之一波节长度相比,采用最佳棒长可显著降低波分复用器的损耗.     

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。     

超小型光纤导光干涉仪的研制

介绍了一种超小型光纤导光干涉仪，它利用光纤和自聚焦透镜的耦合来形成平行光路，利用半反和全反光学膜片分光。该干涉仪小巧，且灵敏度高，可用于透明气体和液体的折射率测量。     

悬浮聚合条件对高分子微球粒径及其光学性能的影响

悬浮扩散共聚法是制备高分子梯度折射率微球较为容易实施的聚合方法。为了制备出粒径大、圆度好、透过率和梯度折射率高的聚合物光学微球 ,本文首先系统地研究了影响苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯悬浮聚合的因素 ,并做出了这两种单体不同引发剂浓度下的悬浮聚合时间与转化率曲线 ,为下一步通过第二种单体的扩散共聚合制备出折射率梯度较大的光学微球奠定良好的实验基础。通过对不同搅拌速度、油水比以及几种类型的悬浮分散剂的比较研究 ,我们发现 :在搅拌速度 1 50～ 2 0 0rpm范围内 ,采用部分醇解的PVA(醇解度 88% )作分散剂 ,控制溶液表面张力值在 60～65mN/m左右 ,并选择合适的油水比 (3～ 5) ,可以制备出透过率和圆球率高且粒径较大的聚合物微球     

非圆柱形等折射率面梯度折射率透镜的成像研究

本文研究了等折射率面为非圆柱形类的梯度折射率透镜的光线传播和近轴成像特性,给出了透镜的高斯参数及近轴成像公式。     

GRIN透镜的象差计算与分析

利用三阶光学追迹公式计算了GRIN透镜的初级象差,分析讨论了计算结果,为GRIN透镜的应用和设计提供了理论依据。