全固双芯光子晶体光纤温度传感特性的研究

主要分析带隙型全固双芯光子晶体光纤填充高温度系数折射率敏感介质后的温度特性。应用平面波展开法和全矢量有限元法研究温度对其模场分布、有效折射率、耦合长度及温度传感的影响。理论计算结果表明,耦合长度随温度升高出现单极值或多极值点,奇模式的有效折射率随着温度的变化或波长的变化会出现跳变情况。

混合导光双芯光子晶体光纤及分束器

设计了一种基于全内反射和光子带隙效应两种导光机制的混合导光双芯光子晶体光纤,以耦合模式理论为基础,利用全矢量有限元法和平面波展开法分析了其有效折射率和耦合长度特性。数值分析结果表明:通过改变光纤中大空气孔直径及孔间距,可以调节耦合长度的大小,通过改变高折射率柱直径以及高折射率柱的有效折射率,可以调节耦合长度大小及耦合长度极大值的位置。利用所设计的混合导光双芯光子晶体光纤制作的偏振分束器,其长度为5.2 mm,在31 nm带宽范围内,分光比小于-30 dB;在60 nm带宽范围内,分光比小于-20 dB。

正方形栅格全固态光子晶体光纤色散的研究

为了研究正方形栅格全固态光子晶体光纤色散特性,基于全矢量有限元法,对其色散特性进行了数值模拟。通过改变正方形栅格全固态光子晶体光纤的结构参量,分析比较了它们的色散特点,并通过改进结构得出一种零散波长在1.55μm的四方栅格全固态光子带隙光纤。结果表明,四方栅格全固态光子带隙光纤色散具有3个零色散点,其零色散波长随高折射率棒直径d的增大而向长波方向移动,其色散平坦程度随棒间距Λ的减少而变得更加平坦。这为全固态光子晶体光纤的设计和制作提供了理论依据。

纤芯掺杂对光子晶体光纤特性的影响研究

利用COMSOL Multiphysics软件进行仿真,计算了光子晶体光纤不同掺杂半径下,导波基模有效折射率的分布,并与传统光纤相比,得出表现光子晶体光纤特性的最佳掺杂半径大小范围。分析了非线性系数受掺杂半径的影响,为更好地设计光子晶体光纤光栅提供理论依据。

模间色散为零的双芯光子晶体光纤

设计一种在短波长处可以实现零模间色散的双芯光子晶体光纤,该光纤的包层气孔直径具有渐变结构。利用全矢量有限元法进行分析,得到光纤耦合系数、模间色散及走离距离特性随传输频率和结构参数的变化曲线。数值分析结果表明,可以通过调节双芯间小孔的直径,灵活控制耦合系数的变化。在特定的传输频率处,模间色散存在过零点。且双芯间小孔的直径越大,模间色散过零点所在的传输频率越低。当模间色散为零时,可以完全消除模式间相位不匹配导致的脉冲失真,从而实现能量的完全交换。

双空芯光子晶体光纤表面模控制方法

表面模与纤芯基模耦合是使双空芯光子晶体光纤产生无耦合点的根本原因。为进一步探究双空芯光子晶体光纤中表面模的产生及控制机理,采用平面波展开和全矢量有限元法,分析了纤芯周围石英环相对厚度和纤芯的截切半径对表面模和无耦合点的影响。结果表明,纤芯截切半径固定时,随着石英环相对厚度的增大,无耦合点向长波长方向移动;石英环相对厚度固定为1时,纤芯最佳截切半径为0.9Λ～1.0Λ,可以较好地抑制表面模。这为新型双空芯光子晶体光纤的结构设计和现实应用提供了理论依据。

空芯光子带隙光纤纤芯周围石英环的设计

为了研究纤芯-包层交界处石英环厚度对空芯光子带隙光纤的传输带宽、色散、纤芯能量、非线性系数的影响,利用全矢量有限元法对所设计的7孔空芯光子带隙光纤进行仿真,得到了纤芯半径固定时,不同石英环相对厚度情况下,光纤带宽、色散、纤芯能量及非线性系数随波长的变化曲线。结果表明,石英环相对厚度的最佳取值范围为0.5～0.6,这为光纤设计提供了理论依据。

方形空芯光子晶体光纤的特性分析

利用全矢量有限元法,分析了方形空芯光子晶体光纤的色散特性、纤芯内的能量分布和有效模面积。结果表明,方形空芯光子晶体光纤在1.67～1.81μm范围内具有较平坦的色散特性,较高的能量分布和较大的有效模面积,为进一步设计具有平坦色散和大模场面积的方形空芯光子晶体光纤提供了理论依据和参考。

混合导光双芯光子晶体光纤及光器件研究

为了研究混合导光双芯PCF(光子晶体光纤)的色散特性和耦合特性,设计了一种基于全内反射和光子带隙效应两种导光机制的混合导光双芯PCF。以耦合模式理论为基础,利用有限元法和平面波展开法分析其有效折射率、耦合长度和色散特性,并对定向耦合器和光波长选择器进行了研究。仿真结果表明,该混合导光双芯PCF具有大负色散特性和良好的耦合特性。研究成果对双芯PCF的耦合特性、传感特性的理论研究及其相关器件的实际应用具有重要的参考价值。

基于CAN总线的整车控制系统设计

设计了一种基于CAN总线的混合动力整车控制系统,介绍了整车控制系统、整车控制硬件设计、软件设计和控制策略。仿真结果表明:设计的整车控制系统具有响应速度快、实时性强的特点能够准确、有效地控制发动机和电机等对象,实现能量管理和动力分配,完成各控制器之间的通讯,满足整车控制系统的设计要求。