熊猫型单偏振光纤

熊猫型(PANDA)单偏振光纤(SPSM)主要用来制作光纤起偏器、光纤陀螺、光纤激光器和光纤传感器,较以往出现的其他种类的光纤起偏器具有明显的优势。我所采用打孔组装工艺来制作,通过在纤芯两侧对称置入应力施加单元引起高双折射,以及利用光纤芯区附近X和Y轴向折射率的不对称设计的方法,有效的改变了X和Y两个轴向的有效折射率,使得导模LP01中的两个简并模HE11X和HE11Y分别截止于不同的波长,通过将工作波长(1300 nm)设计选择在它们之间,使其中一个偏振模式HE11X导通,而另一个偏振模式HE11Y处于截止的状态5,m长光纤样品串音参数达到-35.1 dB,损耗为0.365 dB/km。

窄线宽单偏振全光纤激光器

研制出一种新颖的窄线宽、单偏振输出全光纤环形激光器 ,并给出了这种激光器的结构和技术性能参数 .实验表明 ,该激光器输出线宽 <1 GHz,光功率 >1 m W,偏振度 (消光比 ) >1 8d

单偏振光纤声光调制器

该文介绍了一种全光纤耦合的单偏振声光调制器的设计及应用。理论分析了光纤声光调制器的工作原理,描述了单偏振光纤声光调制器的关键指标(插入损耗、消光比、光脉冲上升时间)的设计方法和单偏振光纤准直器的耦合工艺方法。设计制作了工作在1.06μm波长的高速低插损单偏振光纤声光调制器,其偏振消光比达到42 dB,能有效隔离系统偏振噪声。

GaN基蓝光LED单偏振输出及高光提取效率的实现

为了提高倒装发光二极管(LED)光提取效率的同时实现单偏振光输出,建立了正装、倒装和集成金属亚波长光栅倒装LED 3种模型,采用RSOFT软件进行仿真对比及器件优化,并进行了理论分析和模拟验证。结果表明,倒装LED虽然可以提高光提取效率但对P-GaN层厚非常敏感,无法单偏振光输出;集成了金属亚波长光栅的倒装LED可以不受P-GaN层厚影响,实现单偏振光输出,但要输出稳定偏振光,受光栅参量和介质过渡层厚度影响非常显著;优化后的结构可以实现57.63%的光提取效率,偏振消光比达到25.8dB。该研究对制造高性能蓝光LED具有一定的指导作用。

单偏振单模微结构聚合物光纤理论设计

采用全矢量有限元法并结合完美匹配边界条件,得到了一种新型结构的单偏振单模微结构光纤,以聚合物聚甲基丙烯酸甲酯为基材,对其偏振模场、快轴模和慢轴模截至波长和约束损耗进行了研究.结果发现,通过改变光纤结构参量,可以使光纤基模两个正交偏振态截止波长不同,光纤中只能传输基模的一个偏振态(慢轴模).若调整光纤单偏振单模工作区在聚合物光纤通信窗口650nm附近,该光纤传输慢轴模的约束损耗低于0.05dB/m.

单偏振单模微结构聚合物光纤理论设计

采用全矢量有限元法并结合完美匹配边界条件,设计实现了一种新型结构的单偏振单模(single polarization single mode,SPSM)微结构光纤(Microstructured optical fibers,MOFs),以聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)为基材,对其偏振模场、快轴模和慢轴模截至波长和约束损耗进行了研究。结果发现,通过改变光纤结构参数,可以使光纤基模两个正交偏振态截止波长不同,光纤中只能传输基模的一个偏振态(慢轴模)。若调整光纤单偏振单模工作区在聚合物光纤通信窗口650nm附近,该光纤传输慢轴模的约束损耗低于0.06 dB/m。该研究为本体聚合技术制备单偏振单模微结构聚合物光纤提供了理论依据。

椭圆孔正方形点阵单偏振单模光子晶体光纤的设计

设计了一种椭圆空气孔正方形点阵单偏振单模光子晶体光纤,并以聚甲基丙烯酸甲酯为基材,利用基于棱边/节点混合元的全矢量有限元法对该光纤进行了数值模拟。结果发现,其偏振模场、快轴模和慢轴模截止波长完全依赖于光纤的结构参数;通过优化光纤的结构参数,发现该光纤传输基模的一个偏振态（慢轴模）在0.62μm至0.70μm可见光波长范围内;若调整该光纤结构具有9圈椭圆空气孔时,其偏振模约束损耗在波长0.65μm处可以降至0.13dB/m。该聚合物基低损耗单偏振单模光子晶体光纤可以有效消除传统保偏光纤固有的偏振串扰和偏振模色散。

一种宽带低损耗单模单偏振光子晶体光纤

设计了一种新型结构的宽带低损耗光子晶体光纤,在其内包层引入6个大空气孔和6个椭圆空气孔,并用全矢量有限元法研究了该光纤的模场分布、工作带宽、限制损耗和色散特性.数值计算结果表明,该光纤在1.40-1.73μm 波段实现了低损耗SMSP（单模单偏振）特性,只有y 偏振模存在,限制损耗小于0.1dB/km,色散平坦度为3.3ps/（km·nm）.研究结果对设计新型高性能SMSP光纤具有一定的指导意义.

基于结构调整实现单模单偏振太赫兹PCF

文章提出一种光子晶体光纤(PCF),通过调整结构,改变包层缺陷中微型空气孔的排列方式、孔大小和孔孔间隔实现折射率匹配耦合,达到单模单偏振传输的目的。采用全矢量有限元法仿真建模,结果表明,当包层缺陷中微型空气孔直径为27.7μm、孔孔间隔为38μm,且采用三角晶格排列时,在0.719~1THz范围内,偏振损耗比>100,实现了单模单偏振传输,此时y偏振基模的传输损耗最低为2.4e-3 dB/km。与填充法实现折射率匹配耦合相比,调整结构可以获得更大的偏振损耗比479,更低的传输损耗2.4e-3 dB/km以及更宽的带宽0.281THz。

795nm单偏振稳定垂直腔面发射激光器的研究

基于非对称氧化技术,引入氧化孔径横向光场损耗各向异性,使得TE/TM偏振光功率差进一步增加,TM偏振得到有效抑制,从而实现795nm垂直腔面发射激光器单偏振稳定输出。实验结果显示:当氧化孔径为7μm×5.5μm时,不同温度下偏振抑制比均在10dB以上,最高达到16.56dB;当氧化孔径为20μm×18μm时,偏振抑制比也可以达到15.96dB。最终,得到偏振抑制比为16dB、水平发散角为8.349°、垂直发散角为9.340°的单偏振稳定输出795nm垂直腔面发射激光器(VCSEL),为实现单偏振高光束质量VCSEL激光光源提供了实验基础。

高双折射单模单偏振太赫兹光子晶体光纤设计

利用全矢量有限元法设计了一种非对称三角晶格SPSM-TPCF(单模单偏振太赫兹光子晶体光纤),该光纤具有高双折射、宽带宽、低平坦色散和SPSM传输等特性。分析结果得出,在330μm处,双折射高达0.036 5,拍长为9.04mm;x和y偏振模的限制损耗分别为48.01和0.008 13dB/m;y偏振模的有效模场面积为7 557μm^2,数值孔径为0.56。在波长326.5~359μm范围内实现SPSM传输,且y偏振模损耗始终低于0.1dB/m;该光纤呈现低平坦色散特性,色散值仅为(-2.14±0.45)ps/(nm·km)。

一种压缩六边形单偏振单模光子晶体光纤

提出了一种新型压缩六边形空气孔阵列的SPSM-PCF(单偏振单模光子晶体光纤)结构,并采用全矢量有限元方法以完美匹配层为边界条件研究了该光纤的限制损耗特性随结构参量变化的规律。数值模拟结果表明,在入射波长为1.550μm时,快轴模的限制损耗很大,而慢轴模的限制损耗随包层层数的增加而减小,当包层层数Nr分别为6、8和10时,限制损耗分别为4.534×10-4、2.236×10-5和9.597×10-6 dB/m。因此,快轴模在极短的光纤长度内快速衰减,从而实现仅有慢轴模且限制损耗低于0.1dB/km的低损耗单模单偏振运转。

大模场单模单偏振平顶基模光纤激光器

为了在大模场平顶基模光纤激光器中实现单模单偏振运转,提出一种获得单模单偏振平顶基模信号光的方法。在平顶基模光纤的包层中引入两个带有椭圆空气孔的无源纤芯,无源纤芯对称地置于直径为20μm的有源芯区的两侧,椭圆空气孔用来引入双折射。通过数值仿真发现,在上述有源光纤作为平顶基模光纤激光器的增益介质的情况下,可以使得光纤激光器在不采用其他模式选择方法的情况下只输出x方向偏振基模。

单偏振单模聚合物光子晶体光纤设计

设计了一种聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基的单偏振单模(SPSM)微结构聚合物光纤(MPOF)。利用全矢量有限元法和光束传播法相结合分析了这种光纤的偏振特性和约束损耗。通过优化光纤结构参数,发现在0.51μm～0.62μm的可见光波长范围,由于基模两个正交偏振模的截止波长不同,这种微结构聚合物光纤只能传输基模中的一个偏振模,从而实现单偏振单模运转。该11圈圆空气孔六角排列光纤结构的传导偏振模在0.57μm波长处约束损耗仅为1.13 dB/m,这种低损耗的单偏振单模微结构聚合物光纤可有效消除传统保偏光纤固有的偏振串扰和偏振模色散。

单偏振单模光纤的定向技术

本文以蝶形光纤为例,介绍用腐蚀法确定单偏振单模光纤(SPSM光纤)端面折射率椭圆的定向技术;SPSM光纤端面定向的重要性与可能性;定向用的照明光路和标刻法。

4μm单模单偏振硫系负曲率反谐振光纤

提出并研究了一种以硫系玻璃为基底材料的红外负曲率反谐振光纤,该光纤在4μm附近可低损耗、单模单偏振传输光信号。利用有限元法对其性能进行数值仿真,结果表明:该光纤在3.99~4.00μm波长范围内具有良好的单模单偏振特性,特别是在4μm波长处,偏振消光比和高阶模式消光比分别达到491和649,表明其保偏性能具有很好的稳定性;该光纤具有低损耗传输特性,在3.92~4.01μm波长范围内,x偏振基模均可维持在平坦且损耗很低的反谐振区域内,尤其在4μm波长处,x偏振基模的损耗仅为1.8×10^(-4)dB/m;该光纤具有良好的抗弯曲能力,在单模单偏振传输下,弯曲损耗始终小于10^(-3)dB/m。该红外负曲率反谐振光纤不仅在中红外波段的通信和医疗系领域具有良好的应用前景,也为工作在4μm波段的量子级联探测器提供了纯净光源。

基于“耦合-耦合-吸收”机理的超宽带单模单偏振微结构光纤

通过在高双折射微结构光纤包层构建缺陷并在其外侧空气孔镀金的方法,实现一种基于“耦合-耦合-吸收”滤波机理的新型单模单偏振微结构光纤(SMSP-MSF)。纤芯中需要滤除的偏振态模式能量通过“纤芯与缺陷芯耦合”和“缺陷芯与金缺陷耦合”两次耦合作用传递至镀金孔中,再利用金缺陷的等离子体共振效应对能量进行吸收,以实现宽带的单模单偏振传输。基于上述机理,利用全矢量有限元法,得到了两种宽带SMSP-MSF。所设计的正六边形晶格SMSPMSF的纤芯x偏振模式与缺陷芯模式、金层二阶表面等离子极化激元模式在多个波长分别谐振,实现380 nm的单模单偏振传输带宽。所设计的正方形晶格SMSP-MSF利用纤芯及缺陷芯相互垂直的排布方式,保证了纤芯与缺陷芯x偏振模式耦合,而y偏振模式不耦合,在1.55μm处实现了偏振消光比高达113 dB的高质量单模单偏振传输。

基于谐振吸收效应的单模单偏振光子晶体光纤研究

提出了一种基于谐振吸收效应的单模单偏振光子晶体光纤,阐述了其工作原理,并利用全矢量有限元法对其模场分布、限制损耗、工作带宽、消光比等基本特性进行了数值模拟.数值结果表明这种结构可以获得很高的单模单偏振工作带宽,并能以较低的损耗代价实现极高的消光比.讨论了结构设计参量对光纤性能的影响.研究结果对设计新型的高性能单模单偏振光纤具有一定的指导意义.

单偏振光子晶体光纤

提出了一种能够在较宽波长范围内保持单偏振的光子晶体光纤,并利用频域有限差分法对其偏振特性进行了数值分析。在孔间距Λ取2.3μm,第一层较大空气孔直径dl取2.4μm,较小空气孔直径ds取1.4μm,包层中其它空气孔的直径d取0.6μm的条件下,这种单偏振光子晶体光纤在1.02-2.0μm波长范围内,保持较高的模式双折射。当较大空气孔直径dl取2.8μm,较小空气孔直径ds取1.4μm时,在1.35-2.0μm波长范围内,仅有一个偏振模能够存在,且波长1.31μm处的模式双折射度达到3.5×10-3。

新型空气孔长方形排列单模单偏振光子晶体光纤的数值模拟

提出了一种空气孔长方形排列的单偏振光子晶体光纤结构,并利用基于棱边/节点混合元的带有完全匹配层吸收边界条件的全矢量有限元方法对该结构进行了分析.对设计思路进行了详细说明.通过优化结构参数在理论上获得了波长在1·38—1·61μm范围内仅有慢轴模且限制损耗低于0·1dB/km的单模单偏振操作.