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新型抗弯曲大模场面积光子晶体光纤

物理学报 2013年第4期62卷 149-155页

作者：娄淑琴鹿文亮王鑫北京交通大学电子信息工程学院北京100044

研制出一种新型抗弯曲大模场面积石英光子晶体光纤.利用光子晶体光纤结构设计的灵活性,通过规划缺陷的位置及空气孔的尺寸,实现了大模场面积单模及低弯曲损耗特性.应用建立的实际光子晶体光纤特性分析模型,研究了研制光纤的模式特性和... 详细信息

研制出一种新型抗弯曲大模场面积石英光子晶体光纤.利用光子晶体光纤结构设计的灵活性,通过规划缺陷的位置及空气孔的尺寸,实现了大模场面积单模及低弯曲损耗特性.应用建立的实际光子晶体光纤特性分析模型,研究了研制光纤的模式特性和弯曲特性,在波长1064nm处,平直状态下光纤的模场面积可以达到2812μm2,基模限制损耗为0.00024dB/m,高阶模限制损耗高于1.248dB/m.基模和高阶模之间的高传输损耗差,保证了在获得大模场面积的同时实现单模传输.弯曲半径和弯曲方向角所带来弯曲损耗变化的研究结果显示,即使在弯曲半径小到5cm时,弯曲损耗也在103dB/m量级以下,而且在弯曲半径为30cm时光纤可承受的弯曲方向角范围扩展至60—60.研制的光纤具有良好的低弯曲损耗特性,可有效解决非对称结构所带来的光纤弯曲特性对弯曲方向角敏感的问题.该光纤在高功率光纤激光器、放大器及高功率传输等技术领域具有重要的应用价值.

关键词：光子晶体光纤大模场面积低弯曲损耗弯曲方向角

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高折射率芯Bragg光纤的色散特性研究

物理学报 2004年第6期53卷 1862-1867页

作者：任国斌王智娄淑琴简水生北京交通大学光波技术研究所河北大学物理科学与技术学院保定071002

应用超格子模型分析了高折射率芯Bragg光纤的色散特性 ,讨论了Bragg光纤的色散的比例性质以及光纤的芯径、包层周期、填充率与波导色散的关系 ,并利用这些关系举例实现了Bragg光纤在 1 5 5

关键词： Bragg光纤折射率色散波导色散光纤结构填充率光纤通信

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光子晶体光纤模式的简并特性研究

物理学报 2004年第6期53卷 1856-1861页

作者：任国斌王智娄淑琴简水生北京交通大学光波技术研究所

应用光子晶体光纤 (PCF)的全矢量模型 ,根据对称性分析 ,按照最小波导扇面及相应的边界条件 ,将PCF中的模式进行了分类 ,并将PCF中的模式类比阶跃光纤来命名 .分析表明 ,PCF中的模式或者为非简并的 ,此时能够反映波导结构对称性 ;或者... 详细信息

应用光子晶体光纤 (PCF)的全矢量模型 ,根据对称性分析 ,按照最小波导扇面及相应的边界条件 ,将PCF中的模式进行了分类 ,并将PCF中的模式类比阶跃光纤来命名 .分析表明 ,PCF中的模式或者为非简并的 ,此时能够反映波导结构对称性 ;或者为简并对 ,必须二者组合才反映波导结构的对称性 .当简并对中的两个模式都具有与PCF波导结构相同的对称性时。

关键词：光子晶体光纤光纤模式简并性质波导结构对称性分析

一种新型侧漏型光子晶体光纤的研制及其传输特性研究

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物理学报 2013年第8期62卷 242-248页

作者：娄淑琴王鑫鹿文亮北京交通大学电子信息工程学院北京100044

通过引入椭圆掺锗芯和侧向泄露通道,提出并研制出一种侧漏型光子晶体光纤(photoniccrystalfiber,PCF).应用结构重构全矢量有限元数值分析法分析了设计结构和实际研制的侧漏型PCF的传输特性.研制的侧漏型PCF,在波长1550nm处基模的平均模... 详细信息

通过引入椭圆掺锗芯和侧向泄露通道,提出并研制出一种侧漏型光子晶体光纤(photoniccrystalfiber,PCF).应用结构重构全矢量有限元数值分析法分析了设计结构和实际研制的侧漏型PCF的传输特性.研制的侧漏型PCF,在波长1550nm处基模的平均模场直径为9.275μm,与G652标准单模光纤具有很好的适配性,模式双折射为0.837×10-4,群双折射约为1.508×10-4.基于研制的侧漏型PCF光纤构建了Sagnac干涉仪,对其群双折射进行了测量.测量结果表明:当侧漏型PCF光纤达到一定长度时,在1450—1750nm波长范围内,二阶模在光纤中不能成为有效传输模式,光纤可以实现单模传输;另外,研制的侧漏型PCF群双折射实验的测量平均值,与数值分析结果相符合.侧向泄露通道的引入,增强了侧漏型PCF光纤对外界参量变化的敏感性,提高了其在扭转、弯曲、压力等参量的光纤传感和高性能光纤激光器构建等方面的应用潜能.

关键词：光子晶体光纤侧向泄露通道双折射 Sagnac干涉仪

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椭圆孔光子晶体光纤的本地正交函数模型

物理学报 2004年第2期53卷 484-489页

作者：任国斌王智娄淑琴简水生北京交通大学光波所北京100044

提出了一种用于分析椭圆孔光子晶体光纤的正交函数模型 .发展了一种新型超格子的构造方法 ,将光子晶体光纤的横向介电常数表示为两种周期性结构叠加 ,这两种周期性结构分别用余弦函数展开 ;同时将横向电场以Hermite Gaussian函数展开 .... 详细信息

提出了一种用于分析椭圆孔光子晶体光纤的正交函数模型 .发展了一种新型超格子的构造方法 ,将光子晶体光纤的横向介电常数表示为两种周期性结构叠加 ,这两种周期性结构分别用余弦函数展开 ;同时将横向电场以Hermite Gaussian函数展开 .利用正交函数的性质 ,将全矢量波动方程转化为矩阵本征值问题 ,求得两偏振模式传输常数 .利用此模型可以研究圆孔及椭圆孔光子晶体光纤的模式特性、色散特性。

关键词：光子晶体光纤超格子正交函数本征值问题横向介电常数周期性结构余弦函数展开偏振模式传输常数色散特性

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熔融拉锥型光纤耦合器损耗的实验研究

光电子．激光 2010年第10期21卷 1459-1461页

作者：李焕路娄淑琴北京交通大学全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044 北京交通大学光波技术研究所北京100044

结合2×2熔锥型光纤耦合器的制作,实验研究了拉锥速度、耦合长度、火焰位置3个关键制作参数对耦合器的插入损耗和附加损耗影响。当拉锥速度控制在150μm/s时,耦合器的插入损耗和附加损耗可以控制在较低水平;在拉锥长度较短的区间内,插... 详细信息

结合2×2熔锥型光纤耦合器的制作,实验研究了拉锥速度、耦合长度、火焰位置3个关键制作参数对耦合器的插入损耗和附加损耗影响。当拉锥速度控制在150μm/s时,耦合器的插入损耗和附加损耗可以控制在较低水平;在拉锥长度较短的区间内,插入损耗与拉锥长度基本成线性关系;制作低损耗耦合器,火焰存在最佳高度为5.75 mm。

关键词：光纤耦合器熔融拉锥损耗

有中心缺陷孔的椭圆孔光子晶体光纤传输特性研究

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光学学报 2004年第9期24卷 1193-1198页

作者：娄淑琴王智任国斌简水生北京交通大学光波所北京100044

基于超格子构造法 ,采用全矢量模型研究了具有中心缺陷孔的椭圆光子晶体光纤的传输特性 ,着重讨论了中心缺陷孔对光纤中基模的模场分布、双折射特性和色散特性的影响。研究表明 :与椭圆孔光子晶体光纤相比 ,由于中心椭圆缺陷孔的引入 ,... 详细信息

基于超格子构造法 ,采用全矢量模型研究了具有中心缺陷孔的椭圆光子晶体光纤的传输特性 ,着重讨论了中心缺陷孔对光纤中基模的模场分布、双折射特性和色散特性的影响。研究表明 :与椭圆孔光子晶体光纤相比 ,由于中心椭圆缺陷孔的引入 ,使该光纤具有更高的模式双折射。光纤的传输特性对光纤的结构参量和波长具有较强的依赖关系 ,随着波长和中心缺陷孔的增加 ,双折射将增大 ,其模式双折射在 10 -3 量级。改变光纤的结构参量 ,可以获得超宽带的色散平坦或异常的色散特性。分析结果显示 ,当中心孔的尺寸dc/D =0 .4时 ,在波长 1.5 5 μm附近 ,可获得近 4 0 0nm的色散平坦区。

关键词：导波和光纤光学光子晶体光纤全矢量双折射色散

基于太赫兹时域光谱技术的伪色彩太赫兹成像的实验研究

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物理学报 2015年第11期64卷 154-160页

作者：鹿文亮娄淑琴王鑫申艳盛新志北京交通大学电子信息工程学院北京100044 北京交通大学理学院北京100044

提出了一种伪色彩太赫兹成像技术.通过引入频域色彩区间积分,建立了一套基于太赫兹时域光谱技术的伪色彩太赫兹成像系统,实验分别研究了乳糖和对氨基苯甲酸两种不同白色化学粉末的伪色彩成像和灰度成像,研究了不同颜色区间定义对伪色彩... 详细信息

提出了一种伪色彩太赫兹成像技术.通过引入频域色彩区间积分,建立了一套基于太赫兹时域光谱技术的伪色彩太赫兹成像系统,实验分别研究了乳糖和对氨基苯甲酸两种不同白色化学粉末的伪色彩成像和灰度成像,研究了不同颜色区间定义对伪色彩图像的影响,讨论了利用不同频率信息成像系统所能达到的空间分辨率.研究结果表明,伪色彩成像技术可以将不同的物质信息同时成像在一张太赫兹图像中,通过不同物质在太赫兹图像中呈现出的颜色差别来区分不同的物质及其分布.克服了传统的太赫兹灰度成像技术中,需要多张图像来区分不同的物质的问题,提高了成像速度,降低了筛选难度.利用高频信息进行伪色彩成像,可以将系统成像的空间分辨率提高到0.4 mm.伪色彩成像方式可以更直观快捷地显示样品的基本属性,对于实现太赫兹安检的初检和快速筛选具有重大的现实意义.

关键词：太赫兹成像太赫兹时域光谱分析伪色彩成像

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三种保偏光纤的偏振特性研究

铁道学报 2004年第6期26卷 50-54页

作者：娄淑琴王智任国斌简水生北京交通大学光波技术研究所北京100044

应用全矢量模型对3种保偏光纤———椭圆芯光纤、椭圆芯光子晶体光纤和六角芯光子晶体光纤的偏振特性进行了分析。3种保偏光纤的基模场均具有较强的线偏振特性,光子晶体保偏光纤的模式双折射和走离幅度比椭圆芯光纤高1～2个量级。其中... 详细信息

应用全矢量模型对3种保偏光纤———椭圆芯光纤、椭圆芯光子晶体光纤和六角芯光子晶体光纤的偏振特性进行了分析。3种保偏光纤的基模场均具有较强的线偏振特性,光子晶体保偏光纤的模式双折射和走离幅度比椭圆芯光纤高1～2个量级。其中六角芯结构更为有效,该结构不仅能有效地限制模场,而且模式双折射和走离幅度比椭圆芯光子晶体光纤高1倍。在所讨论的光子晶体保偏光纤中,大的走离使x和y两个偏振基模无法满足耦合所需的相位匹配条件,耦合效率大幅度下降,更易实现光的保偏传输。这为研制高性能的保偏光纤提供了一条新的途径。

关键词：导波光学偏振保持光纤双折射走离参数