具有宽带稳定偏振拍长的新型多孔光纤

为制作宽带稳定的光纤偏振控制器件,提出了一种具有宽带稳定偏振拍长的多孔光纤模型.该模型通过调节纤芯附近一对特殊气孔和本底气孔的大小、形状以及气孔的间距,在包层中引入特定非对称结构.由于多孔光纤的偏振拍长对这些特定的非对称结构参量的误差扰动不敏感,而利用这些特定非对称结构产生的具有不同变化趋势的双折射相互补偿可以抑制双折射的非线性变化,因此不仅能有效降低偏振拍长的波长敏感性,而且能够同时降低偏振拍长对包层结构参量误差的敏感性.研究结果表明:以偏振拍长的相对变化率小于±4%为限,在1 550nm波长窗口附近工作带宽达到200nm,同时包层结构几何参量的误差容限达到0.1μm量级,为实际拉制具有宽带稳定偏振拍长的多孔光纤提供了较为可行的工艺结构参量.

多孔光纤偏振拍长宽带稳定性的优化设计

为制作宽带稳定的光纤偏振器件,设计了一种偏振拍长对波长变化不敏感的多孔光纤.将包层气孔呈菱形阵列分布、纤芯附近有一对大气孔的多孔光纤在两个正交方向上进行横向压缩或伸展,以扩大模式双折射随波长同步线性变化的波长区间.应用全矢量有限差分光束传播法,分析了不同伸缩因子对双折射和偏振拍长色散特性的影响.研究结果表明:横向伸缩形变可以有效地抑制菱形晶格多孔光纤双折射的非线性变化,使偏振拍长在较宽的波长范围内具有较好的稳定性.通过优化设计,这种菱形晶格多孔光纤在1.0μm～2.0μm波长范围内,偏振拍长在180 mm～185 mm之间变化,相对变化率约为3%,工作带宽达到800 nm,可以同时覆盖1 310 nm和1 550 nm两个常用通信波长窗口,较为适合用于制作宽带光纤波片.

微结构光纤偏振拍长的宽带稳定性及传输特性

针对一种包层空气孔呈外圆内方阵列分布的微结构光纤,仅在包层结构中引入一种非对称结构来调节偏振拍长的宽带稳定性.应用虚位移全矢量有限差分光束传播法分析了内层矩形空气孔阵列的长宽变化对双折射和偏振拍长色散特性的影响.研究结果表明:仅利用一种非对称结构也可以有效地抑制微结构光纤双折射的非线性变化,不仅使偏振拍长在较宽的波长范围内具有较好的稳定性,而且优化后的包层结构中仅有一种尺寸的圆形空气孔,空气孔分布阵列为规则的矩形和圆形阵列,降低了工艺制作的难度.

矩形晶格微结构光纤偏振拍长稳定性的优化

针对纤芯两侧具有一对大圆孔的矩形晶格微结构光纤，分别在两个正交方向上进行压缩或伸展，利用多种非对称结构的双折射相互平衡与补偿，抑制双折射随波长的非线性变化。应用全矢量有限差分波束传播法数值模拟分析了横向伸缩形变对模式双折射和偏振拍长色散特性的影响。通过优化设计，找出了合适的伸缩因子，有效降低了偏振拍长的波长敏感性。在1．0～2．0μm波长范围内，偏振拍长值在90．7～95．3mm之间变化，相对变化率约为5％。这种矩形晶格微结构光纤适于制作宽带1／4波片。

圆形晶格高双折射多孔光纤

提出了一种高双折射多孔光纤几何结构,其包层气孔呈圆形晶格阵列。应用有限差分波束传播法对其双折射特性进行了数值模拟,分析了截面结构参数对双折射特性的影响,比较了圆形、四边形和八边形晶格阵列产生的双折射。研究结果表明,这种圆形晶格多孔光纤的模式双折射在1.7～2.0μm波长范围内可达到10-2量级;在截面结构参数相同的情况下,圆形晶格多孔光纤比四边形和八边形晶格多孔光纤具有更高的双折射,其偏振拍长值在0.6～2.0μm波长范围内都处于亚毫米量级。这种光纤适合于制作光纤偏振器件或偏振干涉型光纤传感器。