新型超宽带双芯光子晶体光纤偏振分束器的研究

提出了一种新型超宽带双芯光子晶体光纤偏振分束器.应用全矢量有限元法,系统地研究了光纤结构参数对偏振分束器带宽和偏振分束器长度的影响.分析结果表明:增加掺氟区折射率,既能提高分束器带宽,也能减少分束器长度;增大光纤中空气孔的孔距及孔径与孔距比,可以增加分束器的带宽,但同时也会导致分束器的长度增大,使得器件尺寸增大.因此,在设计中需兼顾分束器的带宽和长度来选取光纤的结构参数.通过结构参数的优化,设计出一种短长度、高消光比和超宽带的偏振分束器,其长度为7.362 mm,消光比高于20 dB的带宽为600 nm.

基于侧漏型光子晶体光纤高灵敏度宽线性范围弯曲传感器的研究

基于所研制的侧漏型光子晶体光纤,提出并研制出一种Sagnac干涉仪型高灵敏度宽线性测量范围的弯曲传感器.实验研究结果表明,当侧漏型光子晶体光纤中的线性缺陷与弯曲方向一致时,采用群双折射和波谷波长偏移量测量弯曲曲率均可获得高的弯曲灵敏度,但线性测量范围小,且不能进行小弯曲曲率的测量.当线性缺陷与弯曲方向垂直时,以波谷波长偏移量进行弯曲曲率检测,可获得10.798 nm/m-1高灵敏度的同时且可实现0—5.03 m-1的宽线性测量范围,结合测量矩阵的引入可实现温度和弯曲曲率的同时测量,进而剔除环境温度变化对弯曲曲率检测的干扰,实现了高灵敏度宽线性范围的弯曲传感;而以群双折射进行弯曲曲率检测,虽然检测灵敏度较低,但可实现对环境温度不敏感的弯曲传感.

一种带葡萄柚空气孔的高双折射ZrF_4-BaF_2-LaF_3-AlF_3-NaF光子准晶光纤

提出了一种具有二重对称性的ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF(ZBLAN)氟化物玻璃基的光子准晶光纤.光纤结构是以ZBLAN氟化物玻璃为背景材料,外包层由圆形空气孔以正方形与正三角形分布组成的基本单元构成,在芯区两侧引入两个对称的葡萄柚空气孔,以增加光纤的双折射.应用全矢量有限元法,研究了光纤的双折射和限制损耗特性与结构参数的关系.通过优化光纤结构参数,在1800—2200 nm的波长范围内获得了具有单模传输特性的高双折射光纤,其模式双折射高达10-2,比普通保偏光纤高出两个数量级,与目前报道的采用椭圆空气孔微结构光纤获得的高双折射具有同样的量级.但与具有椭圆空气孔微结构光纤相比,提出的光纤结构更易于制作.研究结果为开辟2μm波段光器件的研究做出了有益的探索.