长周期光纤光栅包层模场分布及其耦合系数

基于简化的三层模型分析了单模光纤的包层模理论。研究了长周期光纤光栅的包层模块分布及其与基模的耦合系数。利用计算机建模,采用Ｍａｔｌａｂ对实用的ＳＭＦ－２８＾ＴＭ单模光纤进行模拟分析,得到了一阶不同次的层包模在沿光纤半径方向的光密度分布情况,及其与纤芯内的基模耦合系数的计算结果。证明了一阶低次奇、偶包层模在光纤纤芯内部的能量分布具有不同的特点,奇次包层模在纤芯内的能量远大于偶次包层模,因而奇次包层模     

长周期光纤光栅的耦合模理论

为了分析长周期光纤光栅的耦合机制和光栅特性，基于耦合模理论，对长周期光纤光栅中纤芯导模与包层模间的模式耦合进行了研究，推导出长周期光纤光栅的传输率、耦合系数等多个公式；基于Matlab软件编程，研究得到比较可行的长周期光纤光栅传输谱仿真模拟方法，模拟结果与实验观测相符。     

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。     

长周期光纤光栅模式与耦合系数的研究

从耦合模理论出发,采用三层介质光纤模型,用数值计算的方法分析了长周期光纤光栅纤芯模和包层模的有效折射率,一阶低次包层模的耦合系数随波长以及阶次的变化关系.研究发现,低次包层模的最大耦合系数对应的模次随波长增大而减小,不同光纤参数下耦合系数随波长变化的规律不同.耦合系数直接影响到光栅透射谱损耗峰峰值,这对长周期光栅的设计有一定的参考价值.     

长周期光纤光栅耦合模理论与制作技术的研究

基于耦合模理论对长周期光纤光栅的光谱特性进行了理论分析,推导出传输率、谐振波长等公式;利用精密步进电机和高频CO2激光器,设计采用高频CO2激光脉冲三束对称逐点写入技术,在普通通信单模光纤中成功地进行了长周期光纤光栅的制备研究.     

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.     

长周期光纤光栅耦合波长的计算方法

通过对长周期光纤光栅耦合模式理论的研究,提出了一种近似计算长周期光纤光栅耦合波长的方法．计算结果与相关文献的实验现象相符合,从而验证了该方法的正确性．     

长周期光纤光栅制作

利用准分子激光振幅掩膜调制曝光技术，制出了周期为４００μｍ的长周期光纤光栅．通过对其透射光谱测试，观察到它在１．５０μｍ附近具有四个吸收峰，峰值中心位置分别为１．４６５μｍ，１．４８０μｍ，１．５０８μｍ和１．５２５μｍ，平均半高宽约１５μｍ．     

镀金属四包层长周期光纤光栅特征方程的建立与求解

根据耦合模理论,建立了镀金属四包层长周期光纤光栅气体传感器的模型和特征方程,讨论了由于金属的复折射率虚部较大,引起特征方程中贝塞尔函数溢出的问题.提出了采用在贝塞尔函数源程序中乘上一个缩放因子解决溢出问题的方法,并给出了3种解决办法———积分法、幂级数法和渐进展开法.     

长周期光纤光栅的耦合特性及模拟分析

本文基于三层光纤模型和耦合模理论,数值计算了弱导阶跃单模光纤中写入的非倾斜均匀长周期光纤光栅对透射谱的影响.计算结果表明:随着长周期光纤光栅周期数的增加,透射谱损耗峰峰值变大,带宽减小;随着折射率调制的增大,透射谱损耗峰峰值变大,带宽减小,损耗峰向长波方向漂移;随着光栅周期的增大,损耗峰向长波方向漂移.     

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.     

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．     

级联长周期光纤光栅的模式耦合与干涉机理

针对级联长周期光纤光栅(CLPFG)的光传输特性存在模式耦合和模式干涉2种不同角度的解释,基于耦合模理论和传输矩阵法,系统研究了CLPFG中的模式耦合与干涉机制,厘清参与马赫-泽德干涉的纤芯模成分,得到模式干涉的相干表达式,从而将模式耦合和干涉机制从理论本质上统一起来;同时深入分析了光栅长度L对干涉条纹结构特性的影响.结果表明:L=L_0(最佳长度)时,中心波长处条纹对比度达到最大值;LL_0时,条纹整体对比度下降,在整个波长范围内无法达到最大对比度;LL_0时,中心波长处的对比度下降,但在中心波长两侧的2个对称波长处可达到最大的条纹对比度.该研究结果可为基于CLPFG的通信和传感器件应用提供理论指导.     

腐蚀包层法调谐长周期光纤光栅及增强折射率敏感特性的研究

从理论与实验上研究了腐蚀包层法增强长周期光纤光栅环境折射率敏感特性和调谐透射谱的机制,结果表明,随着光栅区包层半径的减小,各阶包层模谐振波长向长波方向移动,环境折射率敏感特性随之显著增强。在用HF酸溶液腐蚀光栅区包层的实验测试中,先后观察到4个损耗峰,其中第2个损耗峰在包层半径减小约4.11μm、谐振波长向长波方向移动了约117.19 nm时,环境折射率传感特性增强了约3倍,这为制备高精度液体浓度/折射率传感器提供了重要依据。     

长周期光纤光栅的发展概况

介绍长周期光纤光栅基本工作原理、器件特性和制备方法，同时对这种器件在光通信和传感系统中的应用状况作了简要概述．     

长周期光纤光栅薄膜传感器研究

采用耦合模理论建立了长周期光纤光栅薄膜传感器的理论模型,分析了其传感机理,并进行了实验研究,给出了初步的气敏实验结果．研究结果表明,光纤光栅包层外所镀敏感薄膜的光学参数(厚度和折射率)与传感器的灵敏度高低有直接关系,传感器的结构优化非常必要．长周期光纤光栅薄膜传感器具有薄膜传感器和光纤传感器的优点,具有广阔的应用前景．     

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。     

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。     

长周期光纤光栅在非均匀温变场中的光谱特性研究

在非均匀温变场的作用下,长周期光纤光栅有效折射率和周期等物理量均会发生非均匀变化.所以,长周期光纤光栅的耦合系数并不是常数,用耦合模理论分析长周期光纤光栅的光谱特性就非常复杂.传输矩阵法是解决长周期光纤光栅中非均匀问题的有效方法.本文在MATLAB平台基础上,用传输矩阵法对长周期光纤光栅在非均匀温度场中的光谱特性进行了数值模拟,并对模拟结果进行了分析.     

基于耦合模理论均匀光纤光栅光谱仿真研究

文章利用耦合模理论对均匀光纤光栅光谱进行了仿真研究,绘制出不同参数下的反射光谱特性曲线,讨论了不同参数对光纤光栅频率选择特性和反射特性的影响,仿真研究结果表明:均匀光纤光栅的反射光谱带宽与折射率调制深度近似成线性关系.反射谱带宽与光栅长度成近似的反比例关系.