基于2×2光纤耦合器和磁流体薄膜的磁光开关理论与实验

提出一种基于2×2熔锥型光纤耦合器和磁流体薄膜的光纤磁光开关.理论分析和实验结果表明,当锥形耦合区外部磁流体薄膜折射率随外加磁场变化时,耦合器的输出光功率会发生相应的改变,可以实现光的开关功能.数值计算与实验测量结果基本一致,其开关隔离度大于26 dB.     

长耦合区光纤熔锥型温度传感器

全光纤温度传感器是超高电压下测量温度的急需器件.用增长光纤耦合区长度的方法使得对温度不很敏感的光纤熔锥型耦合器其分束比对温度变得比较敏感,从而达到对温度传感的目的,由于没有附加敏感材料,其长期重复性和可靠性较好.对不同拉锥长度的耦合器在温度的敏感性和线性度等方面进行了研究,目前实验样品在－40～90℃范围内,输出分光可见度已达到0.7%/℃,并有较好的线性度和重复性.     

2×2熔锥光纤表面增强拉曼散射实验

基于光纤渐逝波原理,结合表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)技术,实验研究一种银溶胶涂覆的2×2熔锥光纤的SERS特性.熔锥光纤由一对单模光纤经过熔融拉制而成,固化在其表面的银溶胶为表面活性基底,起拉曼增强作用.随着锥区长度的增加,纤芯逐渐减小,其对光的束缚能力变弱,从而透射出较强的可作为拉曼激发光源的渐逝波.实验中,以R6G为待测溶液,在耦合锥区探测到低浓度目标分子R6G的拉曼光谱,其最低检测浓度达到了10-8 mol/L。     

新型2×2单模光纤耦合器研究

本文利用熔融拉锥系统,只熔融不拉锥,获得了新型光纤耦合器的制作方法,并对其进行了性能测试和理论分析。通过大量的实验表明,该种新型光纤耦合器的性能均达到了熔融拉锥型光纤耦合器的性能指标,由于前者耦合区的直径相对于后者明显增粗。故其可靠性得到了大大的改善。此种方法还可用于其他各种光无源器件的制作。是一种值得探究和发展的新方法。     

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。     

单模光纤熔锥型OWDM耦合率的计算

对生产单模光纤熔锥型光波分复用器（OWDM）的关键技术－耦合率与耦合段（相互作用）长度及耦合率与熔拉后颈锥截面宽度的关系等作了计算分析,为提高生产效率提供了科学依据。     

新型2×2单模双锥光纤耦合器的研制

对２×２单模光纤耦合器进行了理论分析，并介绍了熔锥型单模光纤耦合器的制作及其性能测试．     

倏逝波在锥形光纤折射率计中的传感作用

对锥形光纤模间干涉结构产生的倏逝波与模式有效折射率间的关系进行了理论计算与研究,并仿真得出随着外界折射率变化而移动的干涉光谱,以此在理论方面证明倏逝波的产生对提高波长解调型的锥形模间干涉折射率传感器的灵敏度起着至关重要的作用.基于倏逝波的吸收光谱法计算了锥形区域在不同轮廓线、不同锥区长度以及不同锥径时的倏逝波强度,对优化锥区形状提高折射率测量的灵敏度有所帮助.最后以拉锥的模间干涉光纤传感结构测量折射率的实验验证了理论计算的正确性.     

基于微纳光纤耦合器的折射率传感研究

目前一些超细直径的微纳光纤耦合器虽具有极高的灵敏度，然而极细的直径亦使得这些光纤耦合器非常脆弱，使得在传感应用中可能会产生一些问题：很难将这种耦合器从实验制造平台转移到微流控生物传感器中；易受环境影响而不够稳定。为了解决上述问题，分别从实验和理论上研究一种直径为6.25μm的微纳光纤耦合器，这种光学耦合器在外部折射率(refractive index, RI)为1.339 8时能达到-1 753 nm/RIU的高折射率灵敏度。基于有限元分析方法(finite element method, FEM),计算出偶/奇模的有效折射率和折射率灵敏度并与实验测试结果比对。本文制作的光纤耦合器可以很好地运用在光纤微流控生物传感等其他实验室芯片上的多功能传感中，有良好的实用前景。     

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.     

偏振轴非平行的平行波导耦合系数分析

根据耦合模理论推导出适用于纤芯为任意截面形状、两根保偏光纤的偏振轴非平行保偏光纤耦合器的耦合系数计算公式，形式简单、应用方便。     

GeSi／Si集成光对称定向耦合器

研究了一种适用于光纤通信的Ｓｉ基ＧｅＳｉ集成光波导定向耦合器,基于耦合模理论,对其功率传输特性进行了分析,得到了定向耦合器的耦合间距和耦合长度。其结果表明,在所得到的最佳耦合长度处,这种耦合器可将光从其输入波导一端１００％地耦合至另一波导并输出。     

1310/1550nm熔融拉锥型WDM的研究

介绍了一种以熔融拉锥法制作1310/1550nmWDM的方法。根据光纤耦合机理,从理论上得出了耦合率与拉伸长度之间的关系,并研究了熔融拉锥型1310/1550nmWDM的设计与制作方法,通过大量实验得出,当拉伸长度大约为9.7mm时,可以达到1310nm和1550nm两个波长波分复用的目的。拉锥参数设置对器件的性能至关重要,主要分析了拉伸速率对损耗的影响。实验得出,当拉伸速度为150祄/s左右时,损耗相对较小。     

玻璃护套—光纤一体化新颖单模光纤耦合器的研制

采用特种工艺，研制玻璃护套与光纤熔融一体化，多层折射率组合波导的熔融拉锥型单模光纤耦合器，与传统熔融拉锥型单模光纤耦合器比较，可改善偏振特性，密封性好，具有高可靠性，能满足恶劣环境要求。     

光纤耦合器的光功率分配精确校正

以3端口光纤耦合器(分路器)为例分析讨论了光纤耦合器的光功率分配精确校正方法,该思想方法可用于其他类型光耦合器及其他光器件的校正.     

城市微区电波传播特性研究

阐述了一种三维电波传播模型来预测城市环境下的传播损耗．该模型建立在几何光学理论和几何绕射理论的基础上,模型考虑了地面和墙壁的反射,建筑物墙角和屋顶的绕射,计算出非视距区域的路径传播损耗