Effect of Polarization Dependent Loss on Polarization-Multiplexed Transmission System

We report on the effects of the polarization-dependent loss (PDL) on the polarization-multiplexed system. The result shows that the PDL of 0.9 dB could cause 1-dB power penalty. Unlike PMD, the effect of PDL was not dependent on the transmission speed.

应用于C波段的二维光栅耦合器的设计与优化

针对二维光栅耦合器存在耦合效率低、偏振相关损耗大、结构复杂等问题,提出了一种应用于C波段的基于绝缘体上硅(SOI)材料的新型二维光栅耦合器,该耦合器由具有45°倾角的四孔交错菱形刻蚀晶胞单位周期排列组成,采用倾斜耦合方式对耦合器的周期、刻蚀深度、刻蚀圆孔的相对位置、刻蚀圆孔半径进行优化,并对其进行仿真验证。仿真结果表明:该耦合器在1540 nm处耦合损耗低至-2.4 dB,C波段的偏振相关损耗低于0.2 dB,1、3 dB工作带宽分别是36、58 nm。

两偏振态测量偏振相关损耗

基于具有偏振相关损耗和双折射的密勒矩阵洛伦兹变化特性,提出了一种测量偏振相关损耗的新方法.证实了测量偏振相关损耗取决于密勒矩阵的第一列元素.提出了一种实用的测量方法.新方法对于偏振相关损耗的测量只需要两个输入偏振态,因此具有测量速度快和测量误差小的优点,实验的测量结果证实了该方法的可靠性.

遗传算法在光栅面形优化设计中的应用

衍射效率高、偏振相关损耗低的衍射光栅是集成波分复用/解复用器件的一种核心元件,在光通信中具有很重要的应用价值,而一般面形的光栅很难达到此要求,为此需要在光栅衍射效率计算的基础上,利用遗传算法对光栅面形进行优化。采用二次函数来描述光栅面形,选取一定的原始样本,利用耦合波方法计算光栅的衍射效率;然后采用遗传算法中的各种算子对样本进行变换,计算变换后光栅面形的衍射效率,选择其中接近所确定条件的样本进行保留;再继续下一次变换和选择,直到满足设定的要求。通过优化最后得到衍射效率高、偏振相关损耗小的光栅面形,这些面形的光栅衍射效率达到90%以上,而相应的偏振相关损耗小于0.1 dB,已经达到光通信中的相应要求。在光栅面形设计中采用了遗传算法进行光栅面形优化为有特定要求光栅的制作提供了理论指导,可以节省一定的人力和物力。

线双折射传感光栅中的传输光偏振态分析

深入研究了线双折射光栅中透射光偏振特性的演变过程。采用耦合模理论和琼斯矩阵分析了传输距离、双折射大小、入射起偏态等因素对透射光偏振特性的影响,并利用邦加球中描绘了偏振态的演变趋势。结果表明:光栅中的线双折射和传输距离会改变传输光的偏振态,偏振态的波长相关曲线会随传输距离和线双折射的增大而不断扩展,入射起偏态的不同并不改变偏振态的拓展趋势。同时,第一斯托克斯参量与偏振相关损耗在峰值波长点上存在对应关系,两者幅值均与线双折射呈单调递增关系,可应用于传感测量。

角度调谐滤光片特性分析及膜系设计

对窄带滤光片的倾斜入射特性作了分析.斜入射时其透射通带和峰值会向短波方向移动,透射曲线的稳定性跟滤光片的间隔层结构相关,多腔间使用相同的间隔层可以保证斜入射时有稳定的峰值透射率和带宽,利用该特点可以制备角度调谐窄带滤光片.透射光S和P偏振分量的中心波长随入射角度的增大出现分离现象,产生较大的偏振相关损耗.通过搭配不同厚度的高低折射率材料作为间隔层,改变其有效折射率,使其两个偏振分量的中心波长实现重合.设计了符合密集波分复用(Dense Wavelength Division Multiplexing,DWDM)系统要求的低偏振相关损耗四腔窄带角度调谐滤光片膜系,其可调谐范围达20nm以上,并评估了所设计角度调谐滤光片的调谐性能.

低偏振相关损耗聚合物光波导(英文)

表征了新合成的热光聚合物bisphenol A-aldehyde resin(BPA-resin)的独特性质。并且利用光刻和反应离子刻蚀技术(RIE)制备成功BPA-resin聚合物的单模条波导.实验结果表明,对于TE和TM偏振,该聚合物波导在1.31μm和1.55μm波长下分别有低达0.43 dB/cm和0.51 dB/cm的传播损耗.在上述波长下,波导的低偏振相关损耗(PDL)小于0.1 dB/cm.因此,是制备可调热光器件的良好导波模快.

弱双折射光纤布喇格光栅反射偏振对温度响应特性的研究

理论分析了切趾弱双折射光纤布喇格光栅反射偏振相关特性与温度之间的关系.数值模拟了切趾弱双折射光纤光栅的反射谱、偏振相关损耗和差分群时延随波长变化曲线.实验测出了不同温度下反射谱、偏振相关损耗和差分群时延随波长变化曲线.根据实验结果对偏振相关损耗和差分群时延的变化情况作出了分析.反射偏振相关损耗呈现两个峰值,随温度增加两峰漂移程度相同,表明偏振相关损耗无明显差异.差分群时延最大值随温度增加成线性向长波方向漂移,证明了光纤光栅正交模损耗变化的等同性.综合理论分析与实验结果表明:切趾弱双折射光纤布喇格光栅的偏振特性随温度产生明显的变化,其正交模变化呈现等比例特性.

基于45°倾斜光纤光栅的线偏振输出掺镱光纤激光器

对工作于1064nm波段的45°倾斜光纤光栅的偏振依赖损耗特性与工作机理进行了分析．利用紫外曝光法，将周期为1070nm的常规相位模板旋转33°后，在光敏光纤上写制了45°倾斜光纤光栅，写制的光栅栅区长度为12mm，在1040～1085nm范围内偏振依赖损耗值为7dB左右．影响其偏振依赖损耗值的主要原因为相位模板的周期不是最佳值和栅区长度不够．利用写制的45。倾斜光纤光栅作为起偏器件，实现了线偏振输出的掺镱光纤激光器，其激光消光比高于30dB，输出波长为1065．4nm，3dB线宽为0．08nm，最高输出功率8．7mW，可长时间保持高偏振度稳定工作．

基于光子晶体光纤的弱压力传感器研究

利用有限元法仿真了光子晶体光纤的双折射与横向压力之间的关系,研究弱压力条件下光子晶体光栅的特性。虽然光子晶体光纤比传统的阶跃光纤对压力更为敏感,但弱压力导致的双折射变化很小,应用测量布拉格波长的变化测量压力的变化比较困难。采用偏振相关损耗来测量外界微弱压力导致的双折射变化。仿真结果表明:利用偏振相关损耗的方法,测量灵敏度可达0.75dB/MPa。

色散管理传输系统中克尔效应对偏振模色散的补偿研究

光纤的随机双折射效应可导致脉冲无规展宽即偏振模色散(PMD)。在零路径色散管理孤子传输系统中,二阶色散和三阶色散效应均被完全补偿,克尔效应成为一种有害因素会使脉冲变窄,但是当光纤的随机双折射被考虑时,克尔效应正好与PMD相互抵消,使光脉冲准稳定传输。不同的光纤偏振模色散参数分别对应不同的最佳系统功率。此外,如果考虑不同偏振方向的损耗差异,则即使在最佳匹配条件下,微小的偏振损耗差异也可产生很大的脉宽波动。因此,偏振相关损耗是影响脉冲传输质量的相当重要的因素,不论在理论计算还是在工程设计中都应当认真考虑。

斜入射滤光片的偏振相关损耗抑制技术

多腔窄带薄膜滤光片在倾斜入射时由于偏振光的中心波长会出现分离,会导致其偏振相关损耗迅速增加,严重影响光通信系统的性能。从理论上分析了斜入射时产生偏振相关损耗的原因,并提出了通过优化膜系的方法有效的实现了偏振光中心波长的对准,有效的降低了其通带内的偏振相关损耗。同时还提出了使用偏振分束器的方法,对单偏振光进行调制,在整个透射带内都实现了对偏振相关损耗的抑制。实验结果表明,两种消偏方式都能将窄带滤光片斜入射时的偏振相关损耗减小至0.2dB内,根据实际需要可以应用于不同的场合。

一种对偏振敏感的光频域反射光纤布拉格光栅传感系统解调方案

为解决光纤光栅传感系统对横向应变的测量问题,提出了一种基于光频域反射技术的对偏振敏感的准分布式光纤布拉格光栅传感系统解调方案,该方案通过跟踪光纤光栅传感系统的偏振相关损耗为横向应变的测量提供信息。建立了系统的理论模型,分析了均匀光纤布拉格光栅在准分布式系统中的偏振特性以及偏振敏感的解调系统原理,讨论了该方案在测量横向应变的优越性,以光栅长度和双折射量值作为参数,对传感系统的偏振相关损耗变化规律进行研究。研究结果表明,本文提出的方案可以为在准分布光纤光栅传感系统中根据偏振相关损耗的变化实现对横向应变的准确测量提供理论依据。

高精度偏振依赖损耗自动测试系统

光学器件的偏振依赖损耗（PDL）是发展光纤通信必须克服的关键技术之一。该文介绍了一种新型的高精度偏振依赖损耗自动测试系统，系统中采用耦合器和监测功率计，实现了单次接入即可完成偏振依赖损耗的测量，消除了系统光功率稳定性对测试结果的影响。在同一系统中，可实现多种方法测试偏振依赖损耗，采用偏振控制器的延迟补偿技术实现了全波段内的偏振依赖损耗高精度测试。系统工作波长范围为1200～1600nm，偏振依赖损耗测量范围0～5dB，测量不确定度高达0．005dB＋PDL×4％，可满足各种光学器件偏振依赖损耗测试需要。

基于强度传输矩阵的保偏光纤耦合器偏振研究

为了描述保偏光纤耦合器的分光比、附加损耗对输入光偏振态较为敏感的问题,提出了强度传输矩阵的概念,利用强度传输矩阵分析方法可以解释分光比和附加损耗随偏振态的变化规律。针对强度传输矩阵的概念,进行了理论分析和实验验证,搭建实验系统测量出耦合器的损耗、分光比以及偏振串音,将测量数据代入到快慢轴的理论方程中进行计算可以得到耦合器的强度传输矩阵参量,并且代入到圆偏振光注入情况下的方程中,进行了相应的实验验证。结果表明,强度传输矩阵参量对于描述保偏光纤耦合器的偏振特性具有重要的参考意义。

相位误差对光栅磁场传感器性能影响分析

基于偏振效应的光纤光栅磁场传感方案,具有对温度和应力等因素不敏感的特点。在利用相位掩模法进行光栅制作时会产生随机相位误差、线性啁啾和非线性啁啾等相位误差,通过建立数学模型,对不同相位误差对该传感方案性能的影响进行仿真分析。结果表明,相位误差没有改变PDL峰值与磁场的线性关系,但对传感系统的精确度和灵敏度产生影响。

偏振相关损失对时域条件下偏振模色散的影响

针对偏振模色散的定义,提出了一种数学描述方法,采用脉冲的平均位置来表征脉冲的中心,脉冲中心的最大时延与最小时延的差值就是偏振模色散的大小.采用该方法的模拟计算表明:啁啾高斯脉冲的传输延迟不仅与偏振相关损失相关,还与脉冲本身的啁啾相联系,在一定的程度上,有效的偏振模色散可以通过偏振相关损失和啁啾来加以控制.模拟结果对于偏振模色散补偿具有一定的指导作用.

利用偏振态法测量光纤偏振效应

在庞加莱球的基础上,对原来偏振模色散的测量方法进行了理论分析,研究表明,一阶偏振模色散测量的误差影响二阶偏振模色散的测量.通过推导,提出了利用偏振态测量二阶偏振模色散的方法.此外,基于具有偏振相关损失和双折射的密勒矩阵洛伦兹变化特性,推导出利用偏振态测量偏振相关损失的简化方法,证实了测量偏振相关损失取决于密勒矩阵的第一列元素,该方法对于偏振相关损失的测量只需要2个输入偏振态,因此具有测量速度快和测量误差小的优点.实验的测量结果证实了利用偏振态测量2种光纤偏振效应的可靠性.

基于布拉格光纤光栅偏振相关损耗的高敏感应力传感器

主要利用布拉格光纤光栅(FBG)的传感特性来实现横向应力测量,不同于通常利用反射波长解调的方法,而是利用有效FBG反射偏振相关损耗(RPDLeff)相关特性的变化来实现对横向压力的测量.根据耦合模理论,建立了RPDLeff横向压力传感的理论模型,数值模拟显示RPDLeff很适合用来制作灵敏的横向压力传感器.并在不同横向压力的情况下进行实验,发现可以通过观察RPDLeff的主峰高度和宽度变化来实现对横向压力的解调,在0到50 N有效RPDLeff主峰高度随压力的增加发生明显的变化,当大于50 N时,RPDLeff主峰宽度随压力的增加发生明显的展宽.实验和数值模拟结果一致表明,RPDLeff对横向压力的作用非常敏感,更适合实现横向压力的测量.