具有宽带稳定偏振拍长的新型多孔光纤

为制作宽带稳定的光纤偏振控制器件,提出了一种具有宽带稳定偏振拍长的多孔光纤模型.该模型通过调节纤芯附近一对特殊气孔和本底气孔的大小、形状以及气孔的间距,在包层中引入特定非对称结构.由于多孔光纤的偏振拍长对这些特定的非对称结构参量的误差扰动不敏感,而利用这些特定非对称结构产生的具有不同变化趋势的双折射相互补偿可以抑制双折射的非线性变化,因此不仅能有效降低偏振拍长的波长敏感性,而且能够同时降低偏振拍长对包层结构参量误差的敏感性.研究结果表明:以偏振拍长的相对变化率小于±4%为限,在1 550nm波长窗口附近工作带宽达到200nm,同时包层结构几何参量的误差容限达到0.1μm量级,为实际拉制具有宽带稳定偏振拍长的多孔光纤提供了较为可行的工艺结构参量.

非对称大边孔微结构光纤偏振拍长稳定性的优化

针对纤芯一侧具有一个大边孔微结构光纤的特点,分别在两个正交方向上进行压缩或伸展,采用全矢量有限差分波束传播法模拟了不同压缩因子对应的双折射色散曲线,通过线性度最好的双折射色散曲线进一步限定压缩因子取值范围,较快地获得了偏振拍长最平坦的色散曲线,找出了合适的伸缩因子,有效降低了偏振拍长的波长敏感性,在1.0μm～2.0μm波长范围内,偏振拍长的相对变化率约为4.2%,带宽达到600nm,这种具有非对称大边孔微结构光纤适合制作宽带1/4波片.

多孔光纤偏振拍长宽带稳定性的优化设计

为制作宽带稳定的光纤偏振器件,设计了一种偏振拍长对波长变化不敏感的多孔光纤.将包层气孔呈菱形阵列分布、纤芯附近有一对大气孔的多孔光纤在两个正交方向上进行横向压缩或伸展,以扩大模式双折射随波长同步线性变化的波长区间.应用全矢量有限差分光束传播法,分析了不同伸缩因子对双折射和偏振拍长色散特性的影响.研究结果表明:横向伸缩形变可以有效地抑制菱形晶格多孔光纤双折射的非线性变化,使偏振拍长在较宽的波长范围内具有较好的稳定性.通过优化设计,这种菱形晶格多孔光纤在1.0μm～2.0μm波长范围内,偏振拍长在180 mm～185 mm之间变化,相对变化率约为3%,工作带宽达到800 nm,可以同时覆盖1 310 nm和1 550 nm两个常用通信波长窗口,较为适合用于制作宽带光纤波片.

微结构光纤偏振拍长的宽带稳定性及传输特性

针对一种包层空气孔呈外圆内方阵列分布的微结构光纤,仅在包层结构中引入一种非对称结构来调节偏振拍长的宽带稳定性.应用虚位移全矢量有限差分光束传播法分析了内层矩形空气孔阵列的长宽变化对双折射和偏振拍长色散特性的影响.研究结果表明:仅利用一种非对称结构也可以有效地抑制微结构光纤双折射的非线性变化,不仅使偏振拍长在较宽的波长范围内具有较好的稳定性,而且优化后的包层结构中仅有一种尺寸的圆形空气孔,空气孔分布阵列为规则的矩形和圆形阵列,降低了工艺制作的难度.

高双折光子晶体光纤偏振拍长的测量

光子晶体光纤由于其灵活的包层结构,可获得比传统光纤更强的保偏特性,通过调节包层结构孔间距、空气孔直径,或引入椭圆孔都可以获得更高的双折射,从而实现高双折射光子晶体光纤。通过测试保偏光子晶体光纤的拍长来表征了高双折射光子晶体光纤的保偏特性,具有一定的参考意义。

横向形变对双折射多孔光纤偏振拍长色散特性的影响

为了制作宽带稳定的光纤偏振器件,提出了一种改善双折射多孔光纤偏振拍长色散特性的方案。将具有圆孔包层阵列和芯边一对大圆孔的双折射多孔光纤,分别在两个正交方向上进行横向压缩或伸展,利用多种非对称结构产生的符号相反的双折射色散曲线进行平衡补偿,消除偏振拍长的波长敏感性。采用全矢量波束传播法计算分析了不同参数变化对模式双折射的影响,通过优化结构参数,在1550nm波长窗口获得了中心拍长值约为39.5mm的平坦拍长色散曲线,在1380～1750nm波长范围内,拍长值相对变化率约为1.27%。若用这种光纤制成1550nm波长窗口的零级1/4波片,以2π/300作为带宽容限,则工作波段约为1400～1710nm范围,相对带宽可达20%。

矩形晶格微结构光纤偏振拍长稳定性的优化

针对纤芯两侧具有一对大圆孔的矩形晶格微结构光纤，分别在两个正交方向上进行压缩或伸展，利用多种非对称结构的双折射相互平衡与补偿，抑制双折射随波长的非线性变化。应用全矢量有限差分波束传播法数值模拟分析了横向伸缩形变对模式双折射和偏振拍长色散特性的影响。通过优化设计，找出了合适的伸缩因子，有效降低了偏振拍长的波长敏感性。在1．0～2．0μm波长范围内，偏振拍长值在90．7～95．3mm之间变化，相对变化率约为5％。这种矩形晶格微结构光纤适于制作宽带1／4波片。

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。

菱形晶格多孔光纤偏振拍长的波长敏感性优化

针对菱形晶格多孔光纤，应用全矢量有限差分光束传播法分析了纤芯附近一对特殊气孔、本底气孔以及对角线上的气孔间距对偏振拍长波长敏感性的影响，初步得出包层结构的优化参数，再通过横向伸缩形变引入两种新的非对称结构，进一步抑制多孔光纤原有双折射随波长的非线性变化，在降低偏振拍长波长敏感性的同时包层结构的几何参数也获得了较大的误差容限，结果表明，偏振拍长的中值为132．5mm，在波长1．2～1．7μm范围内，相对变化率小于土4％，同时优化后包层结构的几何参数误差容限大于0．1μm，为制作多孔光纤宽带消色差波片提供了较为可行的工艺参数。

具有宽带稳定偏振拍长的双折射多孔光纤

为降低偏振拍长对波长变化的敏感性，扩大多孔光纤偏振器件的工作带宽，针对一种包层空气孔呈圆形阵列分布的多孔光纤，应用全矢量有限差分光束传播法分析了不同参数的包层结构对偏振拍长及其相对变化率的影响，通过横向伸缩形变在包层中引入特定的非对称结构，这种方法不仅有效降低了偏振拍长的波长敏感性，而且偏振拍长对这些特定包层结构参数的误差微扰不敏感，在1．2～1．7μm波长范围内，偏振拍长的相对变化率小于±4％，工作带宽达到500nm，同时包层结构几何参数的误差容限达到0．1μm量级，较好地兼顾了偏振拍长的宽带稳定性与多孔光纤工艺制作可行性。

拉曼效应对低双折射光纤偏振态的影响

在准连续情况下,通过求解低双折射光纤中含有拉曼效应的右旋与左旋圆偏振光所满足的耦合非线性薛定谔方程,着重研究了低输入功率和高输入功率情形在加入拉曼效应前后,有效偏振拍长和输入功率的变化关系.结果表明:无论入射光的偏振是沿着慢轴或沿着快轴,拉曼效应均改变了入射光偏振态演变的周期,同时改变了入射光的传输距离.

圆形晶格高双折射多孔光纤

提出了一种高双折射多孔光纤几何结构,其包层气孔呈圆形晶格阵列。应用有限差分波束传播法对其双折射特性进行了数值模拟,分析了截面结构参数对双折射特性的影响,比较了圆形、四边形和八边形晶格阵列产生的双折射。研究结果表明,这种圆形晶格多孔光纤的模式双折射在1.7～2.0μm波长范围内可达到10-2量级;在截面结构参数相同的情况下,圆形晶格多孔光纤比四边形和八边形晶格多孔光纤具有更高的双折射,其偏振拍长值在0.6～2.0μm波长范围内都处于亚毫米量级。这种光纤适合于制作光纤偏振器件或偏振干涉型光纤传感器。

降低空气孔参数微扰敏感性的多孔光纤宽带波片设计

为降低双折射多孔光纤偏振拍长的波长敏感性，制作宽带稳定的光纤偏振器件，提出一种包层空气孔呈矩形阵列分布的多孔光纤包层结构设计方案，在包层中引入具有不同双折射变化趋势的非对称性结构，采用全矢量波束传播法并考虑熔融石英的材料色散，计算分析了不同结构参数对偏振拍长稳定性的影响。研究结果表明，这种多孔光纤的包层结构降低了偏振拍长的波长敏感性，在1．26-1．60μm波长范围内，偏振拍长的相对变化率小于±4％，达到制作光纤波片的宽带稳定性能要求；同时，优化后包层结构的几何参数具有较大的误差容限，进一步降低了制作工艺的难度。

高双折射微结构聚合物光纤研究

详 细介 绍 了一 种具 有 强各 向异 性 的微 结构 聚 合物 光纤 (M PO F)。这 种微 结 构塑 料 光 纤的 研 究 结 果显 示 它具 有高 双 折射 特性 。 此外 ,还 介绍 了一 种 自制 简单 模 具,可方 便地 将 圆柱 形光 纤 包层 管 压 制 成内 外 都 是 六角 形 的结 构,在这 种六 角 形光 纤包 层 管中 堆积 的 毛细 管规 则 阵列 的形 状 更容 易保 持 完整 ,从 而 在 制 作工 艺 上 能 对光 纤 中引 入的 微 结构 提供 保 障。