基于线偏振模的多模耦合分析

利用线偏振模特征方程的特征参数U,W和光纤功率分布函数,得到光纤内不同模式功率在纤芯中的分布.根据光纤模耦合方程,给出各个模式的耦合系数,并计算了在不同条件下,多模光纤的模式对耦合效率和耦合长度的影响,归纳出提高模耦合效率的要点.计算结果表明,在制作光纤耦合器或合束器时,要根据采用的光纤参数设计耦合长度以达到最佳的耦合效果.     

耦合模理论对光纤光栅的分析

从麦克斯韦方程组出发,基于光波导中的模式耦合理论,考虑到经紫外光照射后光纤纤芯折射率的直流增量,给出了新的光纤光栅耦合模方程,得到了较简洁的耦合系数表达式.通过求解耦合方程,得出了更严格的、与实验结果相符的布拉格波长表达式.     

色散补偿啁啾光纤光栅耦合模方程理论探讨

对色散补偿啁啾光纤光栅耦合模方程进行了理论研究,提出了耦合模方程的一种解法。讨论了光纤光栅的透射率和反射率是位置函数的问题,进一步研究了啁啾光栅色散补偿器的耦合系数和色散系数。研究结果表明：啁啾光纤光栅的反射率不仅与光栅的模式耦合系数有关,同时也与变周期有关;减小光栅的模式耦合系数可以增大耦合效率和提高光栅反射率。对于色散补偿器来说,它的带宽必须大于光脉冲的带宽,啁啾光栅的带宽越窄,它的色散系数就越大。     

光脉冲在具随机极化模耦合单模光纤中的传输特性

分析了Ｃｈｉｒｐ高斯光脉冲在同具有频率色散和极化模耦合的单模光纤中的传输特性。我们把传输常数展开成具有频率三阶导数的泰勒级数，并把两个极化模的耦合模型看成具有离散随机模耦合中心的双模传输线。然后，用ＦＦＴ法和双模传输线法推导出了Ｃｈｉｒｐ光脉冲在单模色散光纤中的功率统计平均值公式。最后分析了频率色散和极化模耦合对单模光纤中传输Ｃｈｉｒｐ脉冲的影响。     

光纤布拉格光栅的耦合模理论分析

利用光波导中的模式耦合理论，考虑到经紫外光照射后光纤纤芯折射率的直流增量，推出了新的光纤光栅耦合模方程，得到了较简洁的耦合系数表达式．通过求解耦舍方程，得出了更严格的、与实验结果相符的布拉格波长表达式．     

线性双折射光纤中孤子之间的相互作用

以描述光脉冲在双折射光纤中传输的耦合非线性薛定谔方程作为理论模型，利用分步傅立叶算法从时域角度模拟了光孤子的演化过程，从频域角度分析了频谱的变化，并讨论了同相和正交两种情况下相对振幅、初始入射功率以及偏振模色散对相邻孤子相互作用的影响．     

超高速光孤子传输特性分析及数值模拟

通过数值解非线性耦合薛定谔方程,研究高速光孤子通信系统中高阶色散和偏振模色散对孤子传输的影响,并数值模拟孤子在单模光纤中的演变。研究结果表明：偏振模色散导致孤子脉冲展宽、峰值功率下降、峰值点随传输距离漂移;高阶色散和偏振模色散使孤子加速展宽、脉冲沿出现非对称的振荡结构,脉冲峰值点随传输距离的漂移而发生改变。     

拉曼光纤放大器噪声特性分析

分析了N信道密集波分复用系统采用拉曼光纤放大器时信道的噪声特性.利用非线性耦合波理论方程,推导出了噪声指数的表达式.应用数值分析法,得到了噪声指数与光纤长度、泵浦功率等的关系,并引入了噪声指数的极值.结果表明,光纤和信号功率一定时,噪声指数主要受光纤长度和泵浦光功率的影响,适当改变泵浦光功率对改善噪声性能有积极意义.     

广义耦合模方程及其在光纤耦合器中的应用

本文中,作者推得了当两根或多根平行的弱导光纤紧靠时,表达模间耦合的广义耦合模方程,然后用这些方程来研究光纤耦合器。同用以前的耦合模方程推得的结果相比较,这里的结果更接近以严格理论为依据的数值计算结果。     

光纤耦合模方程及其应用

本文推导出了适于普通光纤的耦合模方程，并把它应用于光纤受到周期性微扰时的情况，得到了相应的解。因为光纤不同于平板，它们正交关系也不同，从而耦合模方程也不同。光纤除耦合系数与平板的有实质不同，它们的形式却相似。     

一种分析啁啾光纤光栅反射的矩阵方法

提出了一种研究布拉格光纤光栅反射的矩阵计算方法，通过它可以很简便地得到光纤光栅布拉格反射系数。将其结果与耦合模理论结果进行了讨论比较，表明该方法是方便有效的。     

Numerical analysis of mode locking in multi-core photonic crystal fiber

With linearly coupled nonlinear Schrodinger equations, numerical analysis has been performed on the mode locking forming pro-cedure of a fiber laser in the linear cavity configuration. The fiber is Yb-doped multi-core photonic crystal fiber and semiconductor saturable absorber mirror (SESAM) is adopted as the nonlinear transmission element to start mode locking. Because of the noise randomness, initial pulse would be picked out by SESAM in one or more cores which makes the multi-core mode locking quite different from single-core one. The two situations are compared and fully discussed. Mode locking in multi-core photonic crystal fiber laser can be realized only if the couple coefficient between the cores and the temporal overlap between the pulses in different cores are large enough.     

Effects of three coupling coefficients on the spectrum characteristics of superstructure fiber grating

For the superstructure fiber grating (SFG) consisting of fiber Bragg grating (FBG) and long-period fiber grating (LPFG), there exist three kinds of coupling: the contra-directional coupling between forward propagating core mode and backward propagating core mode, the contra-directional coupling between core mode and cladding mode, and the co-directional coupling between core mode and cladding mode. By using the similarity transformation method for the coupled mode equations, the effects of three coupling coefficients κ _co L, κ _cl L, and κ _S L on the transmission and reflection spectra of SFG have been investigated. The simulations show that the overall intensity of the transmission spectrum of SFG is decided by LPFG, that the main lobes of the transmission and reflectivity spectra of SFG are decided by coupling coefficients κ _co L an κ _S L, and that the side lobes of the transmission and reflectivity spectra are decided by coupling coefficients κ _cl L and κ _S L. Biography: YUAN Yinquan (1964–), male, Professor, Ph.D., research direction: fiber optical sensors.     

用波动理论分析双包层光纤的吸收效率

基于波动理论,运用WKB方法,根据双包层光纤中单模掺杂纤芯的半径和偏心距离,计算光纤中的模式在从能被纤芯吸收到不被吸收这一临界条件下对应的周向模数、传播常数和焦散面半径值.然后判断光纤中有多少模式的焦散面半径值大于上述在临界条件下算得的焦散面半径值(即有多少模式的传播路径不经过纤芯),用数学公式推导出不能被掺杂纤芯吸收的模数,将之与总传播模数作一比较,得出此双包层光纤的吸收效率.用波动理论得出的计算结果与用射线法算得的结果完全一致.     

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。     

涂层圆柱光波导传光特性的研究

研究了一种双包层阶跃型光纤，涂层作为内包层，其折射率大于纤芯及外包层的折射率。严格地推导了柱坐标下的特征方程。并在两种极限情况下，推广到平板光波导和传统的阶跃型光纤。详细计算了ＴＭ和ＴＥ波的场分布及功率分布，做出了相应的曲线，表明了涂层厚度和工作波长对场及功率分布的影响。     

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.     

亚微米纤芯光纤芯径大小与光学特性的关系

现有的光纤传输理论和结果在亚微米直径结构光纤光学特性时有许多不足,为了弥补这些不足,使用M axell的严格解,研究了亚微米直径光纤的单模条件、传播常数、基模分布、传播效率等光学特性,对光学器件的设计和制造具有重要意义。