熔锥型微纳光纤耦合器的理论与实验研究
Theoretical and Experimental Analysis of Fused Biconical Microfiber Coupler作者机构：江南大学理学院江苏无锡214122 天津大学精密仪器与光电工程学院天津300129 苏州光环科技有限公司江苏苏州215123
出 版 物：《光子学报》 (Acta Photonica Sinica)
年 卷 期：2020年第49卷第5期
页 面：36-44页
核心收录：
学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学]
基 金：国际科技合作专项基金(No.2014DFA12930) 江苏省基础研究计划(No.BK20130373)
主 题：光纤光学 微纳光纤 局部模式 耦合器 拉伸过程 熔融度 光场分布
摘 要：针对熔融拉锥系统制得的熔锥型微纳光纤耦合器,选择适当的连续函数描述其光场分布,采用归一化的三角分布和矩形分布的加权叠加,以及高斯分布和三角分布的加权叠加实现了模场沿耦合器区域的连续变化;利用局部模式耦合理论推导出腰区及腰区附近锥形区的耦合系数计算公式,并得到微纳光纤耦合器输出光功率随拉伸长度的变化曲线.计算结果表明,随着拉伸长度的增加,光能量在两臂中来回交替耦合的程度变小并且呈现包络样,直至腰区耦合功能消失.通过实时监测拉制微纳光纤耦合器的输出光功率,得到火焰扫描宽度以及氢气流量对双纤失去耦合效应拉伸长度的影响:火焰扫描宽度(均匀腰区)越宽,拉伸长度临界值越大;氢气流量(熔融度)越大,拉伸长度临界值越小.实验结果显示,当光纤耦合器腰区直径达到1.6μm时,耦合功能消失,两输出端口光功率相同且恒定,微纳光纤耦合器具备稳定的光学传输特性.
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