基于三芯光纤的波分解复用器的研究

本文设计了基于常规线型排列三芯光纤的新型波分解复用器,比起基于多芯的光子晶体光纤的波分解复用器,该波分解复用器有着容易制作,且易于与常规光纤对接的优点。由耦合理论可知,对于两个失配的平行光波导,两波导的模式耦合是不完全的。通过设计使两个非对称平行光波导在某波长上传播常数匹配,此时两个波导就可完全耦合,从而实现滤波。通过选择合适的光纤长度,使得在光纤的输出端,不同波长的光从不同的波导端口输出,实现波分解复用的功能。本文利用全矢量光束传播法仿真发现,在1cm处可以实现波长1.31um和1.55um光的解复用。

双芯光纤的偏振分束特性研究

偏振分束器是光学中的重要器件,它将入射光按其偏振特性进行分离,它主要应用于需要对偏振态进行有效控制的光学系统中。微型化光波导偏振分束器已成为光通信领域的研究趋势。双芯光纤偏振分束器承接了双芯的特殊优势,是一类基于模式干涉的偏振分束器,根据耦合长度的不同将两种偏振态分离开来,这一类的分束器具有设计灵活、体型小、价格低廉、应用广泛等优点。本文基于椭圆芯双芯光纤,先从理论方面介绍了偏振分束的原理,再利用Rsoft软件模拟分析了x、y方向的耦合长度及其x、y方向的耦合长度差值随纤芯长短轴比例、入射光波长、纤芯包层折射率差、纤芯间归一化距离的变化趋势。最后,通过优化设计,获得了长度为22.29cm、消光比可以达到20dB以上的偏振分束器。

基于正三角型三芯光纤的波分解复用器

设计了基于正三角排列三芯光纤的新型波分解复用器,比起基于多芯光子晶体光纤的波分解复用器,该波分解复用器有着容易制作、且易于与常规光纤对接的优点。通过设计使两个非对称平行纤芯在某波长处的传播常数(或有效折射率)匹配,此时两个纤芯就可完全耦合,从而实现滤波。通过选择合适的光纤长度,使得在光纤的输出端,不同波长的光从不同的纤芯端口输出,从而实现波分解复用的功能。利用全矢量光束传播法仿真发现,长度为10.25 mm的正三角排列三芯光纤可以实现波长为1.31μm和1.55μm光波的解复用。

带输入、输出端口的双芯光纤偏振分束器研究

双芯光纤偏振分束器是一类基于模式干涉的偏振分束器,是以双芯光纤作为定向耦合器,经过双芯光纤的耦合区域后实现的偏振选择性输出,因而其输入、输出端的形状和尺寸会影响光的输出功率及特性。基于椭圆双芯光纤,在分束器的输出消光比满足一定要求(大于20dB)的情况下,借助于RSOFT软件的Beamprop模块,研究双芯光纤偏振分束器输入、输出端口的形状和尺寸以及输入光的波长和线偏振角度对偏振选择特性的影响,及其可能的工作带宽和制作容差。结果表明,双芯光纤偏振分束器形状为S-Bend,X和Z方向的尺寸分别为40μm和4000μm的端口,输入光的工作带宽可以大于7.5nm,对应的耦合区长度较短,约为209.87mm。

一种圆形晶格多孔光纤偏振拍长的消色差特性研究

针对一种圆形晶格微结构光纤,采用有限差分波束传播法对多孔光纤的模式双折射特性进行数值模拟。通过分析横截面结构参数的变化对模式双折射的影响,得到了合适的光纤结构参数,其偏振拍长可以在1310nm附近较宽的波长范围内基本保持稳定,工作带宽可达200nm,具有较好的消色差特性。这种结构的光纤适合制作宽带稳定的消色差波片。

六边形晶格多孔光纤偏振拍长的消色差特性研究

针对六边形晶格微结构光纤,采用有限差分波束传播法对多孔光纤的模式双折射特性进行数值模拟,分析了横截面结构参数的变化对模式双折射的影响。得到了两组合适的光纤结构参数,其偏振拍长可以在较宽的波长范围内基本保持稳定,具有较好的消色差特性:一种结构的偏振拍长在1310nm波长附近的工作带宽可达200nm;另一种结构的偏振拍长在1550nm波长附近的工作带宽可达260nm。这两种结构的光纤均适合制作宽带稳定的消色差波片。