光纤定向耦合器的全光微分特性的研究

一个简单的光纤定向耦合器可以通过固定耦合斜率和耦合器的长度来设计。耦合系数和耦合器的长度在满足一定的条件下,光纤耦合器可以设计成一个一阶或者二阶光时间微分器。分析了光纤定向耦合器全光微分特性的工作机理,采用皮秒级高斯脉冲输入此光纤耦合器,通过数值仿真该双芯光纤耦合器,分析了其工作误差、工作带宽、能量效率。分析表明,光时间微分器的工作带宽与耦合器的长度和耦合斜率有关;在光时间微分器参数固定后,二阶光时间微分器的工作带宽大约是一阶的2.9倍。与较长的高斯脉冲相比,较短的高斯脉冲通过光纤耦合器,会有较高的能量效率,但同时会产生较大的误差。在实际应用中应根据具体情况设计不同的光时间微分器,来达到预期的目的。

光纤耦合器与速度干涉仪的灵敏度

通过改进光纤定向耦合器的结构,可以显著提高光纤速度干涉仪的灵敏度。该文从熔融拉锥型光纤定向耦合器的数学模型出发进行研究,详细分析了2×2和3×3型光纤定向耦合器在全光纤速度干涉仪(AFVISAR)中的具体作用,并对此两种结构的光纤速度干涉仪的性能(主要是灵敏度)的优劣进行了对比分析,表现出3×3型光纤定向耦合器构成的两端探测系统的优越性。最后提出采用N×N型光纤定向耦合器可能带来的光纤速度干涉仪性能的提高和适用局限性。

宽频带熔锥型耦合器的研究

报道了宽频带单模光纤定向耦合器的制作与理论，作者设法让两光纤在熔锥区的特性不同，形成非对称臂的两段式准双锥体波导，并分别用变分理论和传统的耦合波理论分析腰部区域和梯度区域的耦合行为。耦合器的耦合功率应是这两区域耦合功率的叠加．用这种方法研制的非对称臂耦合器，其光功率在两光纤间不能实现完全转换，若两光纤在熔锥区的特性差异恰当，可使某功率分束比（如３ｄＢ）的转换点处在该分束比随波长变化的极值点，在该点附近的一定范围内，功率随波长变化很不灵敏，从而得到波长响应平坦的宽带耦合器。

一种基于位相调制的光纤电压传感器

一种基于位相调制原理的光纤电压传感器,充分利用3×3光纤定向耦合器的光学特性,使得光路结构更加简单、可靠。光路设计中舍弃了温度效应显著的波片,并利用3×3光纤定向耦合器实现了光的正交干涉。在信号处理中利用软件解调的方式大大简化了硬件电路设计,并消除了由此引入一系列不稳定因素提高了测量结果的可靠性。试验结果表明,该系统有较好的温度稳定性,其精度优于0.91%,可以推广应用于电力系统。

三芯光纤耦合器的开关和传输特性研究

利用耦合非线性薛定谔方程组(CNLSEs),研究了超短孤子脉冲在非线性三芯光纤耦合器中的传输和开关特性。分析了正常色散和反常色散对于开关特性的影响。通过调整非线性参数能够优化开关特性,降低了开关阈值功率和提高了能量转移效率。采用分步傅里叶法(SSFM)的仿真,数值模拟了在正常色散区和反常色散区的不同开关特性,以及当非线性参数从1.5增大到2.5时开关性能的变化。研究表明:在反常色散区中,耦合器具有明显的开关特性。在三芯耦合器中,当三根光纤的非线性参数同时增加时,阈值功率由Po12显著降低至Po4.12,能量转移效率由40%显著提升至65%。

马赫-曾德尔干涉仪型波长交错器研究

提出薄膜器件与光纤器件构成组合器件的概念 ,详细研究了薄膜Gires Tournois干涉仪型光学全通滤波器与光纤马赫曾德尔干涉仪组合成的波长交错器的传输特性。并讨论了反射系数、损耗、色散、耦合比等参量对器件性能的影响。最后 ,提出一个双向马赫曾德尔干涉仪组合器件的方案及其在双向波分复用系统中的应用。