光纤光栅耦合模反射和透射功率的研究

从Ｍａｘｗｅｌ理论出发,给出最一般的耦合方程,在此基础上,通过一系列近似简化得出光纤光栅耦合模方程。在解耦合模方程的过程中,推导出同方向和正反方向两种情形耦合模式光功率表达式,并进一步阐述了模式之间的光功率沿着光纤方向发生转换。     

液芯光纤及用Gambling法确定其模变换系数

光纤通讯中,模变换直接影响带宽和功率的模间分布。在光纤传感中,模变换还对干涉条纹有很大影响。因此,对模类型及模变换系数的研究是非常重要的。理论和实验表明,模变换主要来源于光纤结构不均匀以及内应力、外部压力、弯曲等。为了改变     

芯径渐缩光纤中的过渡模

通过芯径渐缩（指数型连续渐缩或阶梯型离散渐缩）的方法，可获得色散随距离下降的光纤，能补偿光纤损耗对孤子传输的影响．但芯径的连续变化，将导致模耦合．分析发现，在连续渐缩光纤中，即使Ｖ＞２４０４８始终满足，但仍可存在两种模式：①Ｚ→∞的稳态模；②兼有导模和辐射模部分性质的“过渡模”．过滤模的模式场是一系列ＬＰ′０ｍ的模式场的迭加，它包括导模ＬＰ′０１的模式场的辐射模ＬＰ′０ｍ（ｍ≥２）的模式场，其中随着ｒ→∞不是迅速衰减而是振荡着缓慢衰减．过渡模具有与激励模相同的传输常数，但幅度却以芯径渐缩的速率衰减．尽管指数型渐缩光纤可增加孤子的传输距离，但“过滤模”的影响始终存在．本文最后给出了在高斯近似下的过渡模和稳态模的功率计算公式     

一种大模场光子晶体光纤的传输特性分析

编程实现用于分析光子晶体光纤的频域有限差分法,数值模拟分析了典型的商用大模场光子晶体光纤(LMA-20型)的传输特性,包括模场分布、模场半径、截止特性、模场有效面积和数值孔径等,模拟计算结果与实际测试结果吻合很好。为商用PCF的理论分析提供了参考。     

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.     

关于石英单模光纤受激布里渊散射门限功率的讨论

本文探讨各种石英单模光纤的受激布里渊散射门限功率 ,论述影响门限功率的各种因素 ,特别是有效芯区面积 .指出一般的有效芯区面积不应当用模场直径计算 .发现由于受激布里渊散射增益和模场分布不同 ,色散位移光纤与常规单模光纤的受激布里渊散射门限功率相差无几 ,因此可以放心地在超长距离传输系统中应用色散位移类单模光纤     

两种典型双棒串接Nd∶YAG激光器谐振腔的分析

采用矩阵光学的方法对两种典型双棒串接Nd∶YAG激光器谐振腔进行了研究 ,分析了两种腔型的稳定区间和热焦距 f的关系 ,并推导出两种腔型的模体积计算公式 .在 f =0 .1 6m和 f =0 .5 0m两种情况下绘出了两种腔型的模体积与稳定区间的关系图 .结果表明 :谐振腔内棒的位置直接影响了腔的稳定范围和模体积 ,对两种典型谐振腔来说 ,等间距腔的稳定范围和模体积要大得多 ,在输入功率相同时 ,等间距腔的输出功率会更高     

油气管线泄漏监测分布式光纤传感器的研究

提出了一种长距离油气管线泄漏在线监测的分布式光纤传感器。在油气管线附近并行铺设一条光缆，利用光纤作为传感器，拾取由油气管线泄漏、附近机械施工和人为破坏等事件产生的压力和振动信号。在实验室中，把工作窗口为1310nm、芯径为50／125μm的多模光纤作为传感光纤，在O．6MPa泄漏气流的作用下进行了实验。在光入射端，用光时域反射计对上述事件引发的损耗进行定位；在光输出端，用光功率计检测光功率的变化，并根据信号特征来判定事件的类型。研究结果表明，分布式光纤传感器可以对长达几十公里的管线泄漏进行监测，且定位精度在几十米之内。因此，分布式光纤传感器可用于远距离油气管线泄漏的实时在线监测。     

克尔型非线性梯度折射率光纤轴对称模的传播常数

导出了克尔非线性梯度折射率光纤轴对称模传播常数的解析公式．结果表明：在非线性梯度折射率光纤中，光束功率对传播常数有很大影响，对基模的传播常数有显著影响．所得公式可简化为已知的线性结果     

长周期光纤光栅传输模理论分析方法

综述了长周期光纤光栅传输模的各种理论分析方法,介绍了国内外近年来在这一领域的研究进展.主要以光纤三层模型为例讨论了正弦和矩形两种折射率调制型的长周期光纤光栅,并详细解释了均匀和非均匀情况下其传输谱的求解过程.在求解包层模色散方程得到各阶包层模式的传播常数的基础上,对均匀折射率调制型光栅,利用耦合模理论进行分析;对于非均匀光栅,在均匀情况的基础上,再结合基础矩阵法进行分析,或者直接采用传输矩阵法分析.最后讨论了长周期光纤光栅中纤芯基模到辐射模的耦合问题.     

高速光纤通信中的偏振模色散补偿技术

介绍了偏振模色散的概念和产生机制,讨论了它对光纤传输系统的影响和测量偏振模色散的方法,对目前高速光纤通信中常用的几种典型补偿技术进行了比较与分析.     

两种典型双棒串接Nd:YAG激光器谐振腔的分析

采用矩阵光学的方法对两种典型双棒串接Nd：YAG激光器谐振腔进行了研究，分析了两种腔型的稳定区间和热焦距F的关系，并推导出两种腔型的模体积计算公式．在f＝0．16m和f＝0．50m两种情况下绘出了两种腔型的模体积与稳定区间的关系图．结果表明：谐振腔内棒的位置直接影响了腔的稳定范围和模体积，对两种典型谐振腔来说，等间距腔的稳定范围和模体积要大得多，在输入功率相同时，等间距腔的输出功率会更高．     

主动锁模光纤激光器

概述了锁模光纤激光器的优势，介绍了主动锁模光纤激光器的典型结构和抑制噪声的方法。     

分布式光纤传感器在管道泄漏监测中的应用

提出了一种利用分布式光纤传感器对输送管道泄漏进行实时监测的技术．输送管道发生泄漏、管道附近的机械施工和人为破坏等事件产生的振动、压力或温度变化信号作用于光纤时，光波在光纤中传输时产生的损耗具有不同的信号特征．分布式光纤传感器可以同时获取损耗的空间分布及其随时间的变化．在入射端利用光时域反射技术和在输出端利用光功率检测，可实现光纤上各点静态与动态损耗的测量和定位．计算机通过对数据进行分析和融合，根据信号特征判断并淮确定位管道泄漏等事件的发生，提高压力管道的监测水平．     

30Hz单模超窄线宽光纤激光器

介绍利用光子注入锁模技术在掺铒光纤激光器上实现了超窄线宽单模激光输出;对光子注入锁模技术压缩激光线宽的原理进行了理论分析,讨论了饱和吸收形成的瞬态光纤光栅的参数对激光线宽产生的影响,实现了高边模抑制比的激光输出. 在实验中,通过调节泵浦功率,获得了稳定的单纵模及多纵模激光输出,测量显示输出激光的线宽为30Hz,输出最大功率可达2mW,多纵模时自由光谱范围FSR为1.875kHz.     

基于全国产器件的大模面积掺镱双包层光纤放大器的实验研究

报道了一种后向泵浦的大模面积掺镱双包层光纤放大器,输出功率为1.12 W,放大后信号光的3 dB线宽为0.028 nm,并保持了输入信号光的优良光谱特性.首次从实验上深入研究了在该种放大器中,前向输出功率、后向输出功率随泵浦功率变化的规律,为更高效率和更高功率的双包层光纤放大器的研制提供了重要的实验数据.     

基于覆石墨烯锥型光纤可饱和吸收体的掺铥光纤激光器

报道了一种基于覆石墨烯锥型光纤可饱和吸收体的掺铥光纤激光器。该激光器采用环形腔结构,利用“熔融拉锥”法制备锥型微纳光纤,采用化学气相沉积法制备石墨烯层,并将单层石墨烯覆于锥型微纳光纤上形成可饱和吸收体,利用石墨烯对光纤锥腰部位倏逝场的非线性吸收来实现锁模。通过调节激光器的泵浦功率(1~2.52 W),获得了多个工作状态的产生和演化过程,实验分别获得了连续激光(1~1.38 W)、调Q锁模脉冲(1.38~2.09 W)和稳定的连续锁模脉冲(2.09~2.52 W)3种不同的输出状态。结果表明,覆石墨烯锥型光纤可饱和吸收体能够使激光器实现稳定的锁模运行,研究结果对基于覆石墨烯锥型光纤可饱和吸收体的掺铥光纤激光器输出动力学特性研究具有一定的指导价值。     

模分复用系统中模式耦合与模式色散的统计特性研究

对模分复用系统中模式耦合和模式色散的统计规律及特性进行了研究。利用基于密度矩阵理论的模式色散统计模型,借助数值模拟分析得到了六模光纤中模式耦合引起的光场能量分布和相干性变化的规律以及与模式色散相关的各物理量的统计分布。结果表明,光纤的随机扰动会造成光场在不同模式之间的相干性于很短的传输距离内迅速衰减为零,因此在相干光通信系统中对模式信号进行处理时,不仅根据能量耦合强度进行分组,需要同时考虑模式间的能量耦合与相干性变化以作全局处理。同时发现,六模光纤中一阶、二阶模式色散的统计分布能够用修正的偏振模色散公式加以描述。以上结论将为模分复用光信号的性能恢复提供理论依据,并有效推动模分复用技术的实用化进程。     

换模序列的产生及其在数字通信中的应用展望

本文提出用换模方式得到新的序列,以提高通信的保密性,并分析新序列的相关特性和功率谱特性.这种新序列可用于数字微波、光纤、卫星、移动通信中作为扰码器或加密器.本文还给出了两种换模发生器和两种用于数字微波通信及数字移动通信的扰码器和加密器.     

掺铒光纤红外激光器的实验研究

掺饵光纤是一种有源光纤，插入光学谐振腔内可产生激光振荡。我们研制了Ｆ－Ｐ型谐振腔和环形谐振腔，对掺饵光纤激光进行了实验研究。实验中，使用氩离子激光泵浦，当入纤功率约为３０ｍＷ时，波长为１５３６ｎｍ的红外激光输出为１ｍＷ以上，激光阈值为８ｍＷ，斜率效率大于６％。