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基于液晶填充的全内反射型光子晶体光纤的温度传感特性 被引量:1
1
作者 钱祥忠 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期380-384,共5页
在实心光子晶体光纤包层的空气柱中填充向列相液晶,选用液晶的折射率在所研究的温度和波长范围内小于光纤背景玻璃的折射率,形成全内反射型光子晶体光纤。采用空间填充基模折射率法求得填充液晶包层的有效折射率,用阶跃有效折射率模型... 在实心光子晶体光纤包层的空气柱中填充向列相液晶,选用液晶的折射率在所研究的温度和波长范围内小于光纤背景玻璃的折射率,形成全内反射型光子晶体光纤。采用空间填充基模折射率法求得填充液晶包层的有效折射率,用阶跃有效折射率模型研究了液晶填充光子晶体光纤的温度传感特性,并进行了数值计算。结果表明,液晶填充全内反射型光子晶体光纤的有效折射率和等效芯半径随温度升高而增大,在温度接近液晶相变点附近增大更快,二阶模截止波长随温度升高而减小,在温度接近液晶相变点附近减小更快。 展开更多
关键词 光通信 温度传感特性 有效折射率模 光子晶体光纤 液晶填充 全内反射
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一种基于光子晶体光纤的高灵敏度Sagnac型温度传感器建模研究 被引量:3
2
作者 赵丽娟 吴雨静 +1 位作者 徐志钮 刘琪 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期111-123,共13页
为提高Sagnac型温度传感器的测温范围和灵敏度,提供了一种具有高双折射高温度灵敏度特性的光子晶体光纤设计方法。通过在光纤空气孔内填充温敏液体材料,使光纤具有良好的温敏特性。在COMSOL中建立该光子晶体光纤的电磁场模型并对光纤特... 为提高Sagnac型温度传感器的测温范围和灵敏度,提供了一种具有高双折射高温度灵敏度特性的光子晶体光纤设计方法。通过在光纤空气孔内填充温敏液体材料,使光纤具有良好的温敏特性。在COMSOL中建立该光子晶体光纤的电磁场模型并对光纤特性进行分析计算,利用有限元法分析结构参数对双折射和光纤双折射温度灵敏度的影响,并在所确定结构基础上研究了温敏液体的填充方式和填充液体类型对光纤温敏特性的影响。确定了最优的结构和液体填充方式,最优情况下该光纤的双折射温度灵敏度能够达到2.0507×10^(−5)/℃,在1550 nm处可获得5.96×10^(−2)的双折射。将2 mm光子晶体光纤应用于Sagnac型温度传感器中并进行传感性能仿真分析,利用多项式拟合的方法对结果数据进行拟合以分析传感器的温度灵敏度,提高拟合准确性、减小测量误差。结果表明在0~75℃范围内传感器平均灵敏度可达11.28 nm/℃,与现有典型Sagnac型温度传感器相比,本文Sagnac型温度传感器在尽量减小光纤长度的基础上获得了较高的温度灵敏度,并且测温范围更大、准确性更高。因此,该传感器在温度测量领域有一定的应用前景。 展开更多
关键词 光子晶体光纤 Sagnac温度传感器 双折射 温度灵敏度 乙醇填充
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周期结构扰动对全内反射型光子晶体光纤性能的影响
3
作者 段维嘉 孙小菡 《电子技术(上海)》 2008年第11期1-3,共3页
利用有限差分束传播法分析全内反射型光子晶体光纤(PCF),研究了PCF基模有效折射率和纤芯附近功率分布随PCF结构参数变化的关系,初步探讨了空气孔参数的扰动对光纤模式的影响。所得结果为PCF的设计制作提供参考。
关键词 光纤晶体光纤 全内反射 扰动 有效模折射率 功率比
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基于全内反射光子晶体多模波导偏振无关型光分束器 被引量:1
4
作者 李未 徐旭明 陆伟锋 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1194-1197,共4页
研究了全内反射在光子晶体多模波导中的作用,利用常规的耦合模理论对对称入射时的多模干涉行为和自映射现象进行了讨论和分析.研究表明,输入光场依然能沿着多模导光区高效的传输,这种结构中的光场传输是由全内反射和布喇格反射的联合作... 研究了全内反射在光子晶体多模波导中的作用,利用常规的耦合模理论对对称入射时的多模干涉行为和自映射现象进行了讨论和分析.研究表明,输入光场依然能沿着多模导光区高效的传输,这种结构中的光场传输是由全内反射和布喇格反射的联合作用而决定的.设计了一种全内反射偏振无关型光分束器,这种分束器在集成光学中具有重大的潜在应用价值. 展开更多
关键词 光子晶体波导 全内反射 自成像效应 分束器
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Compton散射下全内反射光子晶体光纤中的自相位调制 被引量:1
5
作者 郝东山 刘安辉 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期605-609,共5页
应用多光子非线性Compton散射概念和电子与多光子集团非线性散射模型,建立了全内反射光子晶体光纤中耦合啁啾脉冲激光的输运方程,理论分析和数值模拟了该过程中Compton散射对自相位调制的影响。研究发现,散射光使耦合啁啾脉冲的自相位... 应用多光子非线性Compton散射概念和电子与多光子集团非线性散射模型,建立了全内反射光子晶体光纤中耦合啁啾脉冲激光的输运方程,理论分析和数值模拟了该过程中Compton散射对自相位调制的影响。研究发现,散射光使耦合啁啾脉冲的自相位调制加强,光纤的感应电极化强度、反转粒子数密度和增益增大,相位变化加快,受激辐射截面减小,增益相移在自相位调制中的作用不可忽略。 展开更多
关键词 非线性光学 全内反射光子晶体光纤 耦合啁啾脉冲 自相位调制 光子非线性COMPTON散射
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全反射导光型光子晶体光纤的基模损耗研究
6
作者 杜海龙 郑义 +2 位作者 樊心民 李坤 傅修远 《半导体光电》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期568-570,共3页
应用多极法对全反射导光型光子晶体光纤的基模损耗进行了数值模拟,研究了结构参量如空气孔直径、孔距和包层空气孔层数等在1.31和1.55μm处对基模损耗特性的影响。研究发现,随着波长的增大,光纤基模损耗近似呈指数增大;通过选择高空气... 应用多极法对全反射导光型光子晶体光纤的基模损耗进行了数值模拟,研究了结构参量如空气孔直径、孔距和包层空气孔层数等在1.31和1.55μm处对基模损耗特性的影响。研究发现,随着波长的增大,光纤基模损耗近似呈指数增大;通过选择高空气填充率的结构和增加包层空气孔的层数,都可以显著降低光纤基模损耗。其中,包层空气孔层数对基模损耗的影响最大,空气孔直径次之,孔间距最小。 展开更多
关键词 反射导光光子晶体光纤 基模损耗 多极法
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高双折射全内反射光子晶体光纤的特性研究
7
作者 李未 徐旭明 +2 位作者 何玉平 邱深玉 李健文 《光通信研究》 北大核心 2009年第6期38-41,共4页
文章应用全矢量有效折射率方法(FVEIM)对芯区具有两个椭圆小空气孔的全内反射光子晶体光纤(TIR-PCF)进行了研究。结果表明,光子晶体光纤(PCF)的芯区折射率与包层区等效折射率的差随波长的增大而增大;固定包层空气孔的相对孔径,PCF基模... 文章应用全矢量有效折射率方法(FVEIM)对芯区具有两个椭圆小空气孔的全内反射光子晶体光纤(TIR-PCF)进行了研究。结果表明,光子晶体光纤(PCF)的芯区折射率与包层区等效折射率的差随波长的增大而增大;固定包层空气孔的相对孔径,PCF基模的两个正交偏振态简并被打破,呈现出模式高双折射;随着芯区小空气孔椭圆率变大,模式双折射增大,PCF的总色散曲线变平坦。 展开更多
关键词 全内反射光子晶体光纤 全矢量有效折射率方法 色散 模式双折射
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利用密集色散缓变管理孤子消除全内反射光子晶体光纤中孤子的分裂与变形
8
作者 衡耀付 郝东山 《河南师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期152-154,共3页
提出了密集色散缓变管理孤子概念,给出了Compton散射下全内反射光子晶体光纤中孤子传输的非线性薛定谔方程,发现一定条件下,孤子对演变为准孤子对,幅值和宽度发生缓慢的周期性变化,未出现周期性离合现象.提出了用CSDMS消除孤子分裂和变... 提出了密集色散缓变管理孤子概念,给出了Compton散射下全内反射光子晶体光纤中孤子传输的非线性薛定谔方程,发现一定条件下,孤子对演变为准孤子对,幅值和宽度发生缓慢的周期性变化,未出现周期性离合现象.提出了用CSDMS消除孤子分裂和变形的新方法. 展开更多
关键词 密集色散缓变管理孤子 分步傅立叶变换法 准孤子对 全内反射光子晶体光纤
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康普顿散射下全内反射光子晶体光纤中孤子的传输特性
9
作者 郝东山 武强 《天中学刊》 2009年第2期7-10,共4页
提出了密集色散缓变管理孤子模型,给出了多光子非线性康普顿散射下全内反射光子晶体光纤中孤子传输的非线性薛定谔方程,通过分步傅立叶变换求解该方程发现:在一定条件下,孤子对在该系统中演变为准孤子对,幅值和宽度发生缓慢的周期性变化... 提出了密集色散缓变管理孤子模型,给出了多光子非线性康普顿散射下全内反射光子晶体光纤中孤子传输的非线性薛定谔方程,通过分步傅立叶变换求解该方程发现:在一定条件下,孤子对在该系统中演变为准孤子对,幅值和宽度发生缓慢的周期性变化,没有出现通常情况下的周期性离合现象. 展开更多
关键词 密集色散缓变管理孤子 分步傅立叶变换法 准孤子对 全内反射光子晶体光纤 康普顿散射
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飞秒激光加工光子晶体光纤微型F-P传感器研究 被引量:11
10
作者 饶云江 段德稳 +4 位作者 杨晓辰 邓明 朱涛 程光华 李明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期91-93,共3页
利用飞秒激光脉冲在光子晶体光纤上熔切出微小矩形孔从而构成光纤法珀干涉腔,并对这种传感器进行了实验测试,在0~1500με的应变范围内,干涉条纹波长相对于应变的灵敏度为0.0036nm/με,线性度达0.9989.在-20℃~100℃其温度系数为0.95... 利用飞秒激光脉冲在光子晶体光纤上熔切出微小矩形孔从而构成光纤法珀干涉腔,并对这种传感器进行了实验测试,在0~1500με的应变范围内,干涉条纹波长相对于应变的灵敏度为0.0036nm/με,线性度达0.9989.在-20℃~100℃其温度系数为0.958nm/℃.利用飞秒激光在光纤上加工F-P腔方法简单,能够实现光纤F-P腔的规模化批量制造. 展开更多
关键词 飞秒激光加工 光纤应变传感器 非本征光纤F—P传感器 光子晶体光纤
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光子晶体光纤光栅反射谱及时延特性研究 被引量:7
11
作者 齐跃峰 毕卫红 +1 位作者 刘燕燕 王洋 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期105-109,共5页
利用多极法对包层空气孔为正六边形对称结构光子晶体光纤的模式场进行了分析,计算出不同波长下基模的有效折射率,结合使用模式耦合理论和传输矩阵法对基于光子晶体光纤的布拉格光栅特性进行了计算和仿真,对比了常规单模光纤所成光栅与... 利用多极法对包层空气孔为正六边形对称结构光子晶体光纤的模式场进行了分析,计算出不同波长下基模的有效折射率,结合使用模式耦合理论和传输矩阵法对基于光子晶体光纤的布拉格光栅特性进行了计算和仿真,对比了常规单模光纤所成光栅与相同光栅周期的光子晶体光纤布拉格光栅反射谱及时延特性之间的差异。在此基础上,对光纤光栅的切趾特性进行了研究,选择不同的切趾函数,得出最佳切趾函数下光栅传输谱。理论计算和仿真结果表明,随波长增加,基模有效折射率下降,光栅谐振波长出现蓝移,采用啁啾化处理后,10cm长光子晶体光纤光栅可以提供1200ps以上的线性时延。 展开更多
关键词 光子晶体光纤光栅 反射 时延 耦合模理论 多极法
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带隙型光子晶体光纤的研究进展 被引量:8
12
作者 张虎 王秋国 杨伯君 《半导体光电》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期301-305,311,共6页
阐述了带隙型光子晶体光纤(PBG-PCF)的发展历史、导光机制和三角形结构光子带隙光纤的特点;较全面地讨论了带隙型光子晶体光纤的特性;重点讨论了现有带隙型光子晶体光纤损耗较大的原因及进一步减小损耗的方法。
关键词 带隙光子晶体光纤 三角形结构光子带隙光纤 表面模 损耗
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光子带隙型光子晶体光纤温度传感特性分析 被引量:3
13
作者 张敏 刘敏 +2 位作者 孙世红 马玲芳 贺冯良 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期204-207,共4页
为了提高光子带隙型光子晶体光纤的温度灵敏度,提出了在纤芯环上并入高折射率液体圆柱的新结构,并利用全矢量有限元法对提出的结构进行了仿真,得到了温度对光纤有效折射率、纤芯能量和有效模面积等传输特性的影响。结果表明,随着温度的... 为了提高光子带隙型光子晶体光纤的温度灵敏度,提出了在纤芯环上并入高折射率液体圆柱的新结构,并利用全矢量有限元法对提出的结构进行了仿真,得到了温度对光纤有效折射率、纤芯能量和有效模面积等传输特性的影响。结果表明,随着温度的升高,光纤的有效折射率和有效模面积会减小,纤芯能量会增加,且零群速率色散点向短波长方向移动,尤其在短波长条件下光纤传输特性随温度变化趋势更加明显。该研究提高了光子带隙型光子晶体光纤传输特性的温度灵敏度,使其更加适合于温度传感方面的应用。 展开更多
关键词 光纤光学 光子带隙光子晶体光纤 全矢量有限元法 温度传感 高折射率液体圆柱
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光子晶体制作反射型相位补偿器的理论研究 被引量:3
14
作者 袁纵横 卢向东 黄静 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期476-478,共3页
为了制作新的光子晶体器件,采用传输矩阵法,通过数值计算,研究了3种一维光子晶体制作的反射型相位补偿器。引入反射振幅系数比的两个参数分别对这3种不同结构组成的补偿器进行讨论。分析结果表明,这些反射型相位补偿器都具有反射率极高... 为了制作新的光子晶体器件,采用传输矩阵法,通过数值计算,研究了3种一维光子晶体制作的反射型相位补偿器。引入反射振幅系数比的两个参数分别对这3种不同结构组成的补偿器进行讨论。分析结果表明,这些反射型相位补偿器都具有反射率极高、相位补偿连续可调等优点。 展开更多
关键词 光学器件 一维光子晶体 光子禁带 反射相位补偿器
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光子带隙型光子晶体光纤研究与应用 被引量:2
15
作者 李霞 侯蓝田 +2 位作者 李蕊 梁丹华 夏长明 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2009年第1期60-62,共3页
带隙型光子晶体光纤(PBG-PCF)因其独特的性能,在各个领域都有着广泛的应用前景。文章阐述了带隙型光子晶体光纤的导光机制,并将带隙型光子晶体光纤分为空芯光子晶体光纤和全固态带隙型光子晶体光纤两类,较全面地讨论了这两类光纤的特性... 带隙型光子晶体光纤(PBG-PCF)因其独特的性能,在各个领域都有着广泛的应用前景。文章阐述了带隙型光子晶体光纤的导光机制,并将带隙型光子晶体光纤分为空芯光子晶体光纤和全固态带隙型光子晶体光纤两类,较全面地讨论了这两类光纤的特性及其应用。 展开更多
关键词 带隙光子晶体光纤 光子带隙 全固态 导光机制
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色散缓变全内反射光子晶体中孤子传输的等价增益 被引量:2
16
作者 李纪周 郝东山 《信阳师范学院学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2007年第4期423-426,共4页
从非线性薛定谔方程出发,导出了Compton散射下全内反射光子晶体光纤中色散缓变管理孤子脉冲传输的准非线性薛定谔方程.数值模拟结果显示:耦合光能使孤子脉冲比散射前有更大的压缩效应,更剧烈振荡效应,更严重的偏离孤子形态效应.为保持... 从非线性薛定谔方程出发,导出了Compton散射下全内反射光子晶体光纤中色散缓变管理孤子脉冲传输的准非线性薛定谔方程.数值模拟结果显示:耦合光能使孤子脉冲比散射前有更大的压缩效应,更剧烈振荡效应,更严重的偏离孤子形态效应.为保持孤子形态传输,应尽量避免Compton散射发生. 展开更多
关键词 色散缓变管理孤子 全内反射光子晶体光纤 COMPTON散射 增益
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空芯带隙型光子晶体光纤残余双折射特性研究 被引量:2
17
作者 李彦 王旭 +1 位作者 徐小斌 王庆涛 《半导体光电》 CAS 北大核心 2016年第2期207-212,共6页
建立了空芯带隙型光子晶体光纤残余双折射理论分析模型,采用全矢量有限元法研究了光纤残余双折射产生的原因,最后搭建实验平台对空芯带隙型光子晶体光纤的残余双折射进行测试,并对光纤双折射的波长依赖性和温度稳定性进行了探究。仿真... 建立了空芯带隙型光子晶体光纤残余双折射理论分析模型,采用全矢量有限元法研究了光纤残余双折射产生的原因,最后搭建实验平台对空芯带隙型光子晶体光纤的残余双折射进行测试,并对光纤双折射的波长依赖性和温度稳定性进行了探究。仿真与实验结果表明,纤芯残余形变是导致残余双折射的重要因素,残余双折射随纤芯椭圆率的增大而增大,同时残余双折射的波长依赖性显著,温度依赖系数为0.3×10^(-9)/℃。 展开更多
关键词 空芯带隙光子晶体光纤 残余双折射 波长依赖性 温度稳定性 光纤传感
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基于低相干光的光子晶体光纤熔点背向反射测量 被引量:1
18
作者 徐小斌 闫明 +1 位作者 滕飞 吴春晓 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1300-1305,共6页
光子晶体光纤(PCF)与传统单模光纤熔接时斜切熔接可以大大减小熔点处反射,但是仍然存在微弱的残余背向反射,为了精确测量该残余背向反射大小,本文基于低相干光干涉测量原理提出了一种Mach-Zehnder与Michelson混合型干涉仪。基于该干涉仪... 光子晶体光纤(PCF)与传统单模光纤熔接时斜切熔接可以大大减小熔点处反射,但是仍然存在微弱的残余背向反射,为了精确测量该残余背向反射大小,本文基于低相干光干涉测量原理提出了一种Mach-Zehnder与Michelson混合型干涉仪。基于该干涉仪,对包层直径125μm实芯光子晶体光纤与传统单模光纤斜8°熔点,以及包层直径100μm实芯光子晶体光纤与传统单模光纤斜8°熔点处的背向反射进行了测量,得到背向反射率分别为-52.12 d B和-49.35 d B,并获得了熔点的位置信息。该干涉仪为光子晶体光纤斜切熔点残余背向反射的精确定位和测量提供了工具和手段,为熔点质量的改善奠定了基础。 展开更多
关键词 光子晶体光纤(PCF) 斜切熔接 背向反射 低相干光 干涉测量
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光子晶体光纤中去极化型声波导布里渊散射频移和散射效率研究 被引量:1
19
作者 侯尚林 吕瑞 +4 位作者 刘延君 王道斌 雷景丽 黎锁平 赵宇杰 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期113-118,共6页
利用矢量有限元法,数值模拟了不同结构参数下光子晶体光纤中空气孔填充率与去极化型声波导布里渊散射频移的关系,以及布里渊散射频移与布里渊散射效率的关系。研究结果表明,空气孔填充率的增大会导致扭转径向模式的去极化型声波导布里... 利用矢量有限元法,数值模拟了不同结构参数下光子晶体光纤中空气孔填充率与去极化型声波导布里渊散射频移的关系,以及布里渊散射频移与布里渊散射效率的关系。研究结果表明,空气孔填充率的增大会导致扭转径向模式的去极化型声波导布里渊散射频移下移。空气孔节距或纤芯直径一定时,高阶模式的频移对空气孔填充率的变化更为敏感。扭转径向模式的去极化型布里渊散射效率都随布里渊散射频移的增大而增大。 展开更多
关键词 去极化声波导 光子晶体光纤 布里渊散射频移 布里渊散射效率
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基于空芯光子晶体光纤的反射式气体传感器 被引量:2
20
作者 钱晓龙 张亚男 +1 位作者 彭慧杰 吴奇鲁 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1673-1676,共4页
以光子晶体光纤(PCF)为研究对象,以提高气体测量灵敏度为研究目标,提出一种反射式的光纤气体传感技术.首先,利用宽谱光源谐波检测技术,并结合实际应用需求,设计了基于空芯PCF的反射式气体传感系统,并详细分析了系统的工作原理.然后,针... 以光子晶体光纤(PCF)为研究对象,以提高气体测量灵敏度为研究目标,提出一种反射式的光纤气体传感技术.首先,利用宽谱光源谐波检测技术,并结合实际应用需求,设计了基于空芯PCF的反射式气体传感系统,并详细分析了系统的工作原理.然后,针对空芯PCF与单模光纤耦合困难、气体填充时间长的问题,设计了集密封、固定及连接于一体的机械耦合装置作为测量气室.最后,以乙炔气体为例,测试了该系统的传感特性,体积分数分辨力可达0.02%,最大相对误差为1.39%.该技术将进一步推动PCF在气体传感中的应用,并为其在实际气体浓度测量中的应用提供了理论和实验基础. 展开更多
关键词 气体传感 空芯光子晶体光纤 气室 乙炔气体 反射式传感器
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