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.     

光子晶体光纤超连续谱的产生与偏振特性

通过研究飞秒脉冲在双折射光子晶体光纤反常色散区传输时的偏振特性及对超连续谱展宽的影响,发现在偏振方向与光纤快轴或慢轴重合时,其输出的超连续谱具很好的线偏振.当偏振方向与快轴夹角为45 °时,其输出基本上是圆偏振.由于高的双折射光子晶体光纤有高的非线性和三阶色散,所以可产生高偏振性的超连续谱.脉冲偏振方向与光纤快轴不同夹...     

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.     

偏振复用光纤通信的研究

本文提出了一种新的光纤通信复用方式——偏振复用,实验结果表明这种复用方式是可以实现的。采用偏振复用可以在一根光纤中同时传输两路同波长的光信号,从而使光纤的信息传输能力提高一倍。为了分析偏振复用的串音这个重要指标,本文又提出了固有偏振消光比这个参数,并用圆谐函数展开法对椭圆单模光纤的固有偏振消光比进行了计算,给出了相应的结果。     

光纤偏振态检测方法的研究

在光纤干涉仪和偏振模色散检测过程中,偏振态的检测是十分重要的.本文给出了两种用1/4波片和检偏器检测光纤输出光偏振态的方法和原理,并进行了实验验证.     

单模螺旋光纤的本地场

本文从麦克斯韦方程出发,在螺旋光纤的本地坐标系中推导了电场满足的标量本地场波动方程,近似地求解了该波动方程,得到两个基本结果：１）单模螺旋光纤的本地模是圆偏振模;２）在两基模之间的传播常数之差是２τ。上述的理论结果和已知的实验结果相一致。     

光纤传感网络用于电磁流变结构的特性测试与工程控制

电流变材料(Electrorheological-ER)是近年出现的能够在外加电场作用下改变性能的新材料,光纤传感器以其优良的抗电磁干扰能力成为ER构件的性能测试和应用研究中的首选.智能结构使用的难点之一是根据实际使用的目的和结构设计合适的传感器和控制系统.本文先探讨了偏振光纤传感器测量ER构件的动态应变的基本原理,然后以欧拉- 伯努利(Euler-Bernoulli)梁的横向弯曲振动为例讨论了一种用光纤传感网络判断一维振动的几阶振动模式的方法,进而探讨了二维情况下圆板振动模式的判断,可作为动态情况下智能结构实际使用的参考模式.     

打破圆偏振光纤环形腔激光陀螺中闭锁的新方法

利用琼斯矩阵方法,证明了在光纤圆偏振激光陀螺系统中引入法拉第磁光介质后,双向激光的偏振态依然是正交圆偏振态,仅仅引入了非互易相位;得到了引入非互易相位后,陀螺的两束激光频差和陀螺转速动态关系的解析表达式;给出了需引入的最小非互易相位与后向散射耦合系数之间的关系表达式.分析表明,引入法拉第磁光介质后,既保持了对空间烧孔效应的抑制,又避免了由后向散射引起的闭锁效应,从而为无闭锁光纤环形腔激光陀螺的实现提供了新的理论方法.     

金涂覆光子晶体光纤偏振滤波器的特性分析

设计了一种基于表面等离子体共振的光子晶体光纤偏振滤波器.在空气孔中选择性金涂覆使表面等离子体模式与纤芯模式共振.利用有限元法分析了改变结构参数对滤波器性能的影响.数值模拟结果表明金薄膜厚度和空气孔直径能够优化表面等离子体模式及纤芯模式的共振峰位置和强度，在波长1.31μm 处x偏振方向的损耗到达740.5dB/cm，y偏振方向的损耗很低且x，y方向的损耗峰明显地被分开.利用这些特性设计出一种新型的工作在通信波段的光子晶体光纤偏振滤波器.     

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.     

非偏振保持光纤中随机双折射对自俘获现象的影响

本文用数值计算的方法解非线性耦合薛定谔方程，研究了在非偏振保持光纤中随机双折射变化对孤子自俘获传输现象的影响。研究结果表明，相对于具有保偏特性的强双折射光纤，非偏振保持光纤中随机双折射所致的2个模式间频繁的能量交换，减缓了2脉冲的走离，有利于束缚态的形成，入射偏振角θ对孤子的自俘获传输影响非常小，这就使光孤子耦合进光纤时不须鉴别光纤的快、慢轴。     

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.     

光纤扭转对循环延迟线偏振控制系统特性影响的研究

借助模式耦合理论和矩阵光学的知识，对引入光纤扭转机构后的延迟线偏振控制系统的偏振转换特性进行了分析，推导出了描述该系统偏振特性的琼斯矩阵，得到了光纤扭转对系统偏振特性影响的理论模型。     

被动式谐振腔光纤蛇螺的偏振分析

分析了光纤谐振环中光的偏振波动对整个系统输出信号精度的影响,指出这种误差能够降低系统的分辨率和线性度.从原理上对谐振环中光的偏振模式进行推导,引出偏振特征状态概念,并建立耦合器和光纤本身性能与整个谐振环偏振特征状态之间的联系.提出了三种可行的方法,包括采用单偏光纤、光纤环中点极化方向90°旋转焊点和耦合器极化方向90°旋转,以消除光纤中第二类无用谐振波谷的影响.对三种方法的效果和难易度进行了分析,并作出评价.     

空间波片偏振调制生成矢量光束的模拟研究

为了研究空间可变波片偏振调制生成矢量光束的方法,本文借助琼斯矢量和琼斯矩阵较深入地分析了任意阶拉盖尔-高斯螺旋光束通过空间偏振转换器件生成矢量光束的过程,并根据数学模型对矢量光束的远场强度分布进行了数值仿真.仿真结果表明:线偏振和圆偏振的基模光束可分别通过空间半波片和空间四分之一波片转化生成矢量光束,且随着空间波片阶数的提高,输出光束暗核逐渐增大;空间波片对螺旋光束的作用可以等效为两个正交圆偏振的螺旋分量的叠加,通过轨道角动量偏振检测仿真,证实了该方法的正确性.     

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.     

表面等离子体共振型光子晶体光纤偏振滤波器性能优化设计方法

以一种常见的光子晶体光纤为载体,利用金属填充物和纤芯周围折射率环境结构的不对称性,提出了一种基于表面等离子体共振效应的光子晶体光纤偏振滤波器性能优化设计方法.研究发现,通过对光子晶体光纤纤芯和金属填充物周围结构的特殊设计,可有效调控周围材料的有效折射率,以实现金属等离子体模式的双折射效应和光纤纤芯模式的双折射特性.因此,当纤芯模式和金属的表面等离子体模式满足相位匹配条件时,即可达到偏振滤波的效果,并获得很好的消光比,而不需要对光子晶体光纤的结构进行复杂设计,降低了器件制备难度,避免了所设计的光纤结构无法实现实际制备的问题.     

角动量视角下椭圆偏振激光场中的高次谐波生成研究

采用非微扰形式散射理论研究了椭圆偏振的强激光场中高次谐波的生成过程.把椭圆偏振激光场处理为左旋和右旋圆偏振激光的叠加,讨论了谐波生成过程中的角动量转化问题.研究发现,强激光场中高次谐波生成(HHG)的许多基本特征,都是角动量守恒的体现.用相位Bessel函数描述多光子跃迁过程,得到了谐波产生的几率幅公式,还展示了高次谐波产率随椭圆偏振度的变化.     

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。     

被动式谐振腔光纤陀螺的偏振分析

分析了光纤谐振环中光的偏振波动对整个系统输出信号精度的影响,指出这种误差能够降低系统的分辨率和线性度．从原理上对谐振环中光的偏振模式进行推导,引出偏振特征状态概念,并建立耦合器和光纤本身性能与整个谐振环偏振特征状态之间的联系．提出了三种可行的方法,包括采用单偏光纤、光纤环中点极化方向９０°旋转焊点和耦合器极化方向９０°旋转,以消除光纤中第二类无用谐振波谷的影响．对三种方法的效果和难易度进行了分析,并作出评价．