Large-mode-area neodymium-doped all-solid double-cladding silicate photonic bandgap fiber with an index step of ～0.5%

A large-mode-area neodymium-doped silicate photonic bandgap fiber was theoretically designed and experimen- tMly demonstrated. The relative index step between the high-index rods and the background glass was -0.5%, which is the lowest cladding index difference reported on rare-earth-doped all-solid photonic bandgap fibers to our knowledge. An output power of 3.6 W with a slope efficiency of 31- was obtained for a 100-cm-long fiber.

基于色散转折点处的高灵敏度锥形七芯光纤折射率传感器

基于色散转折点的锥形光纤折射率传感器由于依赖色散转折点(Dispersion Turning Point,DTP)的独有特性,可获得超高的传感灵敏度,在生物溶液检测和物质分析等领域展现了广阔的应用前景。提出了一种基于色散转折点处的锥形七芯光纤(Saven-core-fiber,SCF)液体折射率传感器,该传感器通过二次拉锥法制作而成,通过理论和实验证明,该传感器在色散转折点附近具有超高的折射率灵敏度,折射率在1.33附近区域时,折射率灵敏度的最大值为23262.30 nm·RIU^(-1);折射率在1.35附近区域时,折射率灵敏度的最大值为23658.23 nm·RIU^(-1),此外,该传感器具有良好的复现性,使其在微生物溶液检测和血浆检测等领域显示出巨大的潜力。

激光脉冲在阶跃型多模光纤中的传输

对紫外激光脉冲在阶跃型多模光纤中的传输特性，包括材料色散、模式色散、非线性效应、耦合方式、光纤功率支撑能力等方面进行了理论分析和实验研究。结果表明，该光纤对ｐｓ量级脉冲的功率支撑能力有限，而对于ｎｓ量级的紫外脉冲，是一种较好的传输介质。

一种新的阶跃折射率光纤本征函数表达形式

为了阐明阶跃折射率光纤的模式特性 ,根据电磁波辐射的能量守恒定律和经过狄拉克函数奇异性修正的亥姆霍兹方程 ,通过数学推导和证明得出 :柱面径向行波场的本征函数是经过狄拉克函数修正的整数阶汉克尔函数 ,阶跃折射率光纤模式场的本征函数是零、一阶贝塞尔函数经过狄拉克函数修正的零、一阶诺埃曼函数和虚参量汉克尔函数 该结论揭示了光纤芯层和包层模式场分别是径向驻波场和倏逝波场的本质 ,并基此推导出新的光纤模式特征方程 ,模式存在条件 。

阶跃光纤的偏振色散

利用全反射光在光纤包层中的横向偏移和渡越时间 ,导出了各向同性光纤的全反射偏振色散公式及双折射光纤偏振色散的修正公式 ,通过模拟计算分析了偏振色散随入射角的变化规律 .

阶跃光纤低阶线偏振模的M^2因子分析

针对阶跃光纤输出低阶线偏振模(Linear Polarization,LP),利用二阶距定束宽,多点拟合法计算了几个低阶LPmn模相干和非相干叠加时的M2因子.结果表明,对同一LPmn模式,光纤的归一化频率参量V减小到截止频率时,M2因子出现峰值;当V远离截止频率时M2因子趋于一定值.低阶LPmn模非相干叠加时,叠加后的较高阶模成分越大,合成光束的光束质量越差,光束在一定的条件下可能比基模更接近于理想高斯光束;而相干叠加时,合成后的M2因子可以大于参与叠加的较高阶模的光束质量因子.

阶跃折射率光纤中的激光模式特性

研究了根据阶跃折射率光纤中传输的光场遵循贝塞尔分布的光纤中的激光模式特性,通过贝塞尔方程解析解的方法,利用计算机仿真得到了光纤内和光纤出射端外典型的低阶线偏振模(LPmn模)的光强分布特性和传输特性;同时,研究了大模场光纤参数如纤芯直径、纤芯折射率和包层折射率等不同时典型低阶LPmn模式的光强分布特性和传输特性的变化规律;并且计算了各典型的低阶LPmn模式的M2因子,讨论了光纤激光光束质量因子的特点及随光纤参数的变化规律。

光纤传输脉冲固体激光切割机系统

介绍了光纤传输脉冲固体激光切割机系统的设计原理及工作特点,主要是优化设计光纤传输系统,使光纤输出后的激光束聚焦光斑直径尽量小;满足激光切割所需功率密度要求。系统使用双灯单棒的聚光腔,光纤输出后的功率达到400W,最小光斑直径小于0.25mm,可满足1~4mm内的碳钢、不锈钢等金属材料的切割要求。该系统可配合数控工作台、机器人或手持使用,为钣金行业提供了一种较好的激光切割方案。

锥形光纤模场直径极小值特征研究

模场直径是光纤波导基模的特征参量。单模光纤中的功率密度与模场直径成反比。随着光纤激光器单模输出功率的不断攀升,纤芯中的功率密度不断增加,过高的功率密度会使光纤波导产生光学损伤和热损伤。基于锥形光纤模场分布近似模型,研究发现不同参数的拉锥光纤模场直径最小值位置对应的归一化频点具有规律性。采用有限差分波束传播法(FD-BPM)对不同波长、不同数值孔径下纤芯直径和模场直径的对应关系进行模拟,结果表明:模场直径最小值位置在归一化频率1.8附近,与光纤参数和波长的选取没有直接关系。这个特征参数可为高功率激光在光纤中功率密度最大值位置的快速确定提供依据,也为光纤光学理论增加了新的内涵。

阶跃光纤的模间色散

利用全反射所产生的相移角导出了全反射光在光纤包层中的横向偏移和光在光纤包层中的渡越时间 .考虑光在光纤包层中的渡越时间后导出了模间色散时延差的修正公式 。

熔拉和腐蚀单模阶跃光纤的模场分析

考虑到包层厚度和包层外介质的影响 ,在单模光纤的高斯近似理论基础上 ,导出了单模阶跃光纤模场半径方程 ,并就光纤在传感等领域应用中常见的熔拉和腐蚀处理两种情况 ,进行了相应的数值计算 ,给出了近似解析解。引入特性转换点 ,对模场特性作了分析。

求阶跃多模光纤特征方程数值解的简捷方法

介绍求阶跃折射率多模光纤特征方程数值解的一种简捷方法．整个计算程序２８１行，占用内存空间８７１６字节，运行仅用１５２ｓ．

γ辐照对光纤带宽的影响

对多模梯度折射率光纤的γ辐照带宽效应进行了实验，发现光纤带宽随着辐照剂量的增加而减小，其值达６０％。对造成这一结果的原因进行了讨论。

共挤法制备突变型PMMA塑料光纤的研究

本文探讨了共挤法制备突变型PMMA塑料光纤的材料选择、生产设备与工艺,讨论了影响PMMA塑料光纤性能的工艺因素,制备出损耗为200～800dB/km的塑料光纤。

闪烁光激励下大芯径阶跃光纤系统的时间响应研究

引入材料色散和漏泄模式光线的传输效应,对D.Gloge多模光纤脉冲响应公式进行修正,利用修正后公式数值计算了在闪烁光激励下纤芯半径为0.1mm、长50m的石英阶跃光纤的冲击响应波形,该波形近似一高斯函数,半高宽为3ns,前沿比后沿慢0.8ns,且后沿存在拖尾。用该响应波形通过数值方法得到了闪烁体-光纤系统时间响应波形,与实验结果相比较,两者基本吻合。

圆形阶跃光斑激发的光纤模式的功率特性

给出了轴对称光斑形状因子的一般计算公式和圆形阶跃光斑的形状因子 ,进而研究了由圆形阶跃光斑在光纤中激发的传导模式的功率

各向同性阶跃光纤拍长的计算分析

利用全反射光在光纤包层中的横向偏移和相位变化导出了全反射拍长计算公式 .通过模拟计算分析了拍长随入射角的变化规律 .

各向同性阶跃光纤的偏振椭圆度

利用全反射光在光纤包层中的横向偏移和相位变化 ,导出了各向同性阶跃光纤的全反射偏振椭圆度和偏振椭圆度长度计算公式 。

长周期光纤光栅中基模到辐射模耦合的数值分析

我们根据耦合模理论和辐射模式理论针对长周期光纤光栅环境折射率高于包层折射率的情况建立了完整模型 ,并提出了一种新的数值方法求解辐射模耦合方程组 ,定量的分析了长周期光纤光栅中基模到辐射模的耦合特性 ,并总结了长周期光纤光栅透射谱特性随环境折射率的变化规律 ,与实验结果符合的很好 .这种方法可以很容易推广到短周期布喇格光纤光栅的情况 .

阶跃光纤的拍长

利用全反射光在光纤包层中的横向偏移和相位变化 。