金属覆层保偏光纤偏振器的五层波导模型及理论分析

对金属覆层保偏光纤偏振器建立了五层波导变参量物理模型 ,设计了自适应套孔爬山法的数值计算方法求解含多层波导本征值的复超越方程 ,计算结果揭示了金属覆层保偏光纤偏振器的物理机制 ,并对器件进行了优化设计 。

保偏光纤和偏振器对传输光光谱的影响

保偏光纤和偏振器的参数以及它们之间的连接角度对传输光的光谱特性有重要的影响。利用琼斯矩阵建立了光波的传输模型,首次讨论了光波偏振度、光纤长度、光纤之间以及光纤与器件之间的对轴角度等对输出光谱的影响。研究表明,当光纤之间或光纤与器件之间的对轴角度不为零时,完全非偏振光的输出光谱形状不会发生改变,而偏振或部分偏振光波的输出光谱中叠加了周期函数。对轴角度一定时,光纤越长,周期函数的周期越小;光纤长度一定时,在一定的范围内,对轴角度越大,周期函数的幅值越大。通过实验对结论进行了验证。结论对采用保偏光纤和偏振器的系统具有理论指导意义。

保偏光纤偏振器

利用保偏光纤的弯曲损耗特性绕制而成的光纤偏振器已有过报道。但文献[1]中报道的偏振器尺寸太大(φ=100mm),不利于光纤陀螺的小型化。本文介绍一种采用“熊猫”型光纤制成的偏振器,其尺寸较小(φ=30mm),消光比可达到33dB。

保偏光纤起偏器消光比偏振敏感性的实验研究

本文采用了 180°输入测量的新方法研究了保偏光纤起偏器消光比随着输入线偏振光偏振方向变化规律。

线圈型全光纤偏振器的研究

本文采用等效电流法对线圈型全光纤偏振器进行了分析计算．对应于保偏光纤中两正交传输基模的消光比，提出了一种分析保偏光纤弯曲损耗的新方法，这种方法基于将保偏光纤两个不同偏振模式分别等效为两个普通圆光纤的基模，等效参数通过测量不同偏振模式的模场半径来确定．实验证明这种理论计算方法与实验结果一致．最终，我们研制出的线圈型光纤偏振器在１．３１μｍ工作波长下，实测消光比达３０ｄＢ以上，工作偏振模式插入损耗≤３ｄＢ．

金属被覆截止型光纤偏振器

提出并制造出采用薄膜的金属被覆截止型光纤偏振器,消光比达到47dB,插入损耗小于1dB。

基于偏振消光的全光纤衰减器

提出了一种基于偏振消光原理的新型连续可调全光纤衰减器,用琼斯矩阵方法分析了保偏光纤偏振器组合的衰减器的衰减原理,模拟分析了偏振器的消光比对衰减器的动态范围的影响。实验证明用分辨率为5 000 step/rotation的伺服电机和两个消光比为30 dB的保偏光纤偏振器组成的衰减器能获得27 dB的衰减动态范围、0.126%的光强分辨率和0.5 dB的损耗,并具有结构简单、可靠性高、稳定性好、不改变光束特性等特点。该器件已经在惯性约束核聚变(ICF)的时间脉冲整形系统中获得应用。

以单轴晶体为内包层的双包层光纤偏振特性研究

本文研究了以单轴晶体为内包层的双包层高双折射光纤的传输和偏振特性．在弱波导近似下,应用光波导理论,得出了ｏ光与ｅ光的色散方程及截止特性．通过计算机的模拟与分析,划分出了截止区、单模单偏振区、单模双偏振区及多模区;分析了单模单偏区和单模双偏区存在的条件;研究了单模双偏区两偏振模式的偏振色散特性．结果表明,几何参数Ｓ、光学参数Ｒｘ、Ｒｙ及外包层折射率η３对所划分的四个区域及所对应的偏振特性有着极为明显的影响．此结果为光纤保偏器的设计和应用高双折射单模光纤构成新型光纤传感器的设计提供了可靠的理论依据．

光纤耦合中的偏振匹配优化

单模保偏光纤因其优良的保偏特性而被广泛应用。在冷原子精密测量领域,光路搭建过程中用光纤引导激光到不同的实验平台以实现激光功率的合理分配,光纤入射端光偏振匹配不好会导致输出光功率发生严重抖动。以397 nm激光为例介绍了如何使空间传输的线偏振激光的偏振方向与保偏光纤的双折射轴匹配。在光纤输出端放置一个偏振器,通过旋转偏振器可将光纤输出光的功率抖动控制在5%左右。

质子交换LiNbO_3低损耗高消光偏振器

采用Ti内扩散和质子交换法在X-切LiNbO_3上制出TE偏振的集成光学偏振器,工作在λ=0.8-0.85μm的偏振器展示0.2dB的额外插入损耗和大于50dB的偏振消光比测量极限。这些数据是对以前发表结果的重大改进。

保偏光纤偏振器的介质-金属复合光学膜系

本文介绍了一种保偏光纤偏振器的复合光学膜系，该膜系由一层ＭｇＦ介质缓冲膜层和金属Ａｌ膜构成。理论分析和实验研究表明，该光学膜系能消去保偏光纤中的ＴＭ模，完成起偏振作用。利用此光学膜系已制成性能优良、实用的保偏光纤偏振器。消光比＞４０ｄＢ，损耗＜０．５ｄＢ。

双偏振结构保偏光纤偏振器的研制

提出了保偏光纤偏振器的一种串联结构 ,即双偏振结构 ,报道了研制的结果。并通过对单偏振结构和双偏振结构器件测试结果的比较 ,得出双偏振结构的保偏光纤偏振器可使器件达到高消光比 ,并且有稳定的温度特性。

磨抛型保偏光纤偏振器特性研究

采用保偏光纤(PMF)定轴技术,将光纤粘贴在刻有双弧线槽的玻璃基片上,将其用研磨机研磨,使光纤呈D形,再在其上镀膜,得到最小封装尺寸为1.0 mm×25 mm、消光比为38 dB的高性能磨抛型PMF偏振器。建立了器件损耗、消光比测试系统以及温度特性实时测量系统。小批量生产的该磨抛型PMF偏振器实现了损耗小于0.5 dB的要求,消光比在30 dB以上,在-40 ℃^+60 ℃温度范围性能保持稳定。

非保偏光纤环形激光器输出激光偏振状态分析

利用琼斯矩阵理论 ,建立了非保偏光纤光栅环形激光器偏振特性的简化分析模型。通过实验验证 ,利用此模型的分析结果与实验结果是一致的。分析表明 ,采用非保偏光纤制成的激光器 ,能够得到较稳的功率输出 ,但偏振态紊乱 ;而简单地加入起偏器会使激光器的输出功率稳定性发生恶化 ,而且偏振特性也得不到改善。而要利用非保偏光纤实现单偏振输出 。

金属覆层五层光波导正常模和异常模的理论分析

本文应用自适应套孔爬山法求解五层金属光波导复本征方程 ,计算得到了 TM0 0 模的正常解和异常解 ,给出了正常解和异常解的模场分布情况 。

光纤型偏振器消光比测试方法研究

介绍了单模光纤偏振器和保偏光纤偏振器 (包括研磨型保偏光纤偏振器和线圈型保偏光纤偏振器 )消光比的基本测试方法。单模光纤偏振器的基本测试方法有偏振控制器法和旋转波片法 ;研磨型保偏光纤偏振器的基本测试方法有起偏器 45°法和消偏法 ;线圈型保偏光纤偏振器的基本测试方法有偏振控制器法和消偏法。对每种方法的优点和缺点以及在测试过程中可能会出现的问题进行了详细分析 。

双折射晶体包裹型保编光纤偏振器

几年来，我们发展了一种制造常规单模光纤偏振器－－双折射晶体包裹型纤维光学偏振器－－的新工艺方法，去年我们又进一步改进，发展了这一新工艺方法，制得了双折射晶体包裹型保偏光纤偏振器，所获器件是一种从１２００到１６００ｎｍ波长范围内偏振消光比均高于３０ｄＢ的宽带器件，其插入损耗低于０．５ｄＢ，本文将描述器件的结构和工艺方法，进行一些理论分析和讨论。

全保偏M-Z型光纤磁场传感系统实验研究

报道一种基于全保偏Mach Zender型干涉检测的光纤磁场传感系统。采用TbDyFe磁致伸缩材料,在长度约为10cm的裸保偏光纤上环绕了一层厚度约为2μm的膜,大大提高了磁致伸缩材料与光纤的附着性能,解决了光纤弯曲问题。选用保偏光纤耦合器、保偏光纤偏振器,构成包括传感部分在内的全部保偏的Mach Zender型光纤传感系统,从根本上抑制了系统偏振噪声;利用主动相位补偿法有效地消除了干涉仪系统的相位漂移。对系统的直流偏置和交流磁场响应特性进行了测试。实验结果表明,系统的相位随磁场变化的灵敏度为0.45458rad/mT,可检测的磁场分辨率达到2×10-8T。