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基于悬浮式双芯多孔光纤的太赫兹偏振分离器

物理学报 2014年第11期63卷 165-171页

作者：李珊珊常胜江张昊白晋军刘伟伟南开大学现代光学研究所天津300071 天津工业大学电子与信息工程学院天津300387

提出了一种基于悬浮式双芯多孔光纤的低损耗、宽带太赫兹偏振分离器.通过纤芯的多孔结构实现器件的低损耗特性,利用两个纤芯微结构的正交关系实现宽带的单偏振模式匹配.结构参数设计采用折射率反转匹配耦合法;数值计算采用全矢量有限元... 详细信息

提出了一种基于悬浮式双芯多孔光纤的低损耗、宽带太赫兹偏振分离器.通过纤芯的多孔结构实现器件的低损耗特性,利用两个纤芯微结构的正交关系实现宽带的单偏振模式匹配.结构参数设计采用折射率反转匹配耦合法;数值计算采用全矢量有限元法;光纤基底材料选择太赫兹波段低损耗环烯烃共聚物COC.首先对单芯高双折射悬浮式多孔光纤的色散、模式双折射、基模在空气中的能量分数、以及损耗等特性进行了分析,在此基础上,对悬浮式双芯多孔光纤偏振分离器的特性进行了详细研究.发现该偏振分离器的工作带宽超过1.5 THz(0.8 THz到2.3 THz).其偏振分离长度和吸收损耗随频率的增大而增大,在1 THz,分离长度仅为0.66 cm;x,y两偏振的消光比分别为-14.64 dB和-14.84 dB,两偏振模式的实际吸收损耗均小于0.12 dB.相对于其他双芯光纤偏振分离器设计,该结构具有宽带、低损耗、设计简单、拉制容易、以及抗环境干扰等优点.

关键词：偏振分离多孔光纤太赫兹悬浮结构

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隔行分层填充的太赫兹超高双折射多孔光纤

物理学报 2015年第15期64卷 124-132页

作者：李珊珊张昊白晋军刘伟伟常胜江南开大学信息化建设与管理办公室天津300071 南开大学现代光学研究所天津300071 天津工业大学电子与信息工程学院天津300387

本文提出了一种对普通三角晶格多孔光纤隔行分层填充匹配材料,实现超高模式双折射的方法.首先,采用全矢量有限元法对多孔度为43.08%的三角晶格多孔光纤的传输特性进行了详细研究.随后,为增强结构非对称性对纤芯空气孔隔行填充折射率为1.... 详细信息

本文提出了一种对普通三角晶格多孔光纤隔行分层填充匹配材料,实现超高模式双折射的方法.首先,采用全矢量有限元法对多孔度为43.08%的三角晶格多孔光纤的传输特性进行了详细研究.随后,为增强结构非对称性对纤芯空气孔隔行填充折射率为1.4的液体,发现光纤的模式双折射显著提高,在峰值处(1.1 THz)由填充前的1.05×10-3增大到1.36×10-2;x,y两偏振模式基模的吸收损耗系数分别由0.16 d B/cm增大到0.25 d B/cm和0.28 d B/cm;光纤的工作带宽由1.1 THz增大到1.9 THz.研究发现通过增大填充材料的折射率能够显著提高光纤的模式双折射;当n=2,f=2.2 THz时,光纤能够达到8.03×10-2的超高模式双折射.进一步,采用隔行分层填充的方式,在不同层填充不同折射率的液体,实现折射率的梯度分布,从而增强光纤对导模的限制能力.结果显示,采用该填充方法,光纤的模式双折射在工作频段内没有峰值,呈现单调递增的趋势.当f=2.2 THz时,模式双折射达到7.19×10-2.该设计不仅实现了超高的模式双折射,同时还具备可调谐的特性,对实际应用具有重要意义.

关键词：高双折射多孔光纤填充隔行分层

用相位恢复方法测量多孔光纤的三维折射率分布

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物理学报 2006年第12期55卷 6395-6398页

作者：黄燕萍祁春媛华东师范大学物理系光谱学与波谱学教育部重点实验室上海200062

结合计算机断层成像方法,提出了一种新的相位恢复显微测量实验技术.应用该技术测量了多孔光纤的三维折射率分布.这种技术是基于强度传递方程的理论,对相位的测量是直接的,测量对光纤无损害.这是一种测量多孔光纤的三维折射率分布的有效... 详细信息

结合计算机断层成像方法,提出了一种新的相位恢复显微测量实验技术.应用该技术测量了多孔光纤的三维折射率分布.这种技术是基于强度传递方程的理论,对相位的测量是直接的,测量对光纤无损害.这是一种测量多孔光纤的三维折射率分布的有效方法.

关键词：断层法相位恢复显微测量多孔光纤

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基于领结型多孔光纤的双芯太赫兹偏振分束器

物理学报 2017年第2期66卷 190-195页

作者：汪静丽刘洋钟凯南京邮电大学光电工程学院南京210023 天津大学光电信息技术科学教育部重点实验室天津300072

领结型多孔光纤具有高双折射的特性,本文基于此设计了一种新型的双芯太赫兹(THz)偏振分束器,采用调整结构法实现了折射率反转匹配耦合,达到偏振分离.仿真结果表明:该偏振分束器在0.5—2.5 THz频率范围内均可实现偏振分离,最小分离长度仅... 详细信息

领结型多孔光纤具有高双折射的特性,本文基于此设计了一种新型的双芯太赫兹(THz)偏振分束器,采用调整结构法实现了折射率反转匹配耦合,达到偏振分离.仿真结果表明:该偏振分束器在0.5—2.5 THz频率范围内均可实现偏振分离,最小分离长度仅为0.428 cm,且在整个频率范围内分离长度不超过2.5 cm.在2.3 THz,x,y两偏振模的吸收损耗均小于0.35 d B;消光比高达22.9和19.2 d B.此外,与填充法实现折射率反转匹配耦合的双芯THz偏振分束器进行比较,本文设计的偏振分束器实现简单,运行的频率范围更宽,分离长度更短,吸收损耗更低.

关键词：偏振分束器太赫兹调整结构多孔光纤

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双折射拍长对波长不敏感的多孔光纤结构设计

光学学报 2010年第3期30卷 665-670页

作者：李铭佳石志东殷俊林建强陈华上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室上海200072

将两种分别具有正负双折射特性的缺陷结构相结合,在一定波长范围内,设计了一种拍长对波长变化不敏感的多孔双折射光纤。设计方案从均匀分布圆形微孔的光纤端面出发,将靠近中心的一对微孔的半径增大,同时将分布于包层中的其余微孔变为椭... 详细信息

将两种分别具有正负双折射特性的缺陷结构相结合,在一定波长范围内,设计了一种拍长对波长变化不敏感的多孔双折射光纤。设计方案从均匀分布圆形微孔的光纤端面出发,将靠近中心的一对微孔的半径增大,同时将分布于包层中的其余微孔变为椭圆形状,在不同的波长上分别产生符号相反的模式双折射进行调节补偿。采用有限差分波束传播法计算分析了不同结构参数对多孔光纤双折射的影响,结果表明,调控这些结构参数能在特定的波长窗口获得稳定的拍长,且拍长值也可以根据实际需求设计调整。通过优化结构参数,在1310 nm波长窗口得到了带宽大于180 nm的平坦拍长曲线。

关键词：光纤光学多孔光纤波束传播法双折射波长敏感性

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微石英管与多孔光纤内流动特性实验研究

工程热物理学报 2013年第7期34卷 1213-1216页

作者：黄迦乐金滔汤珂浙江大学制冷与低温研究所浙江杭州310027

搭建了微通道流动特性实验台,对直径为20μm和50μm的微石英管以及一种多孔光纤内的气体流动特性进行了研究。重点考察了不同流量下微通道进出口两端的压力降,进而计算获得在不同雷诺数下对应的流动摩擦因数以及泊肃叶数,并将实验与基于... 详细信息

搭建了微通道流动特性实验台,对直径为20μm和50μm的微石英管以及一种多孔光纤内的气体流动特性进行了研究。重点考察了不同流量下微通道进出口两端的压力降,进而计算获得在不同雷诺数下对应的流动摩擦因数以及泊肃叶数,并将实验与基于N-S方程的数值模拟结果进行对比分析。在实验研究的流量范围内,微通道内流动的克努森数部分进入滑移区,而毛细玻璃管和多孔光纤的摩擦因数呈现出比常规尺寸通道增大的现象。

关键词：微通道流动多孔光纤微石英管流阻摩擦因素

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基于填充式多孔光纤的太赫兹偏振分离器

光学学报 2014年第7期34卷 218-222页

作者：李珊珊常胜江张昊刘伟伟南开大学现代光学研究所天津300071

提出了一种基于填充式多孔光纤的宽带太赫兹偏振分离器。结构设计采用折射率反转匹配耦合法,数值模拟采用有限元法,光纤基底选择聚合物材料TOPAS。研究了普通三角晶格多孔光纤填充前和填充后的色散和双折射特性,发现通过隔行填充匹配材... 详细信息

提出了一种基于填充式多孔光纤的宽带太赫兹偏振分离器。结构设计采用折射率反转匹配耦合法,数值模拟采用有限元法,光纤基底选择聚合物材料TOPAS。研究了普通三角晶格多孔光纤填充前和填充后的色散和双折射特性,发现通过隔行填充匹配材料,多孔光纤的模式双折射提高了一个数量级,由10-3提高至10-2。利用两根纤芯微结构具有正交关系的填充式多孔光纤实现偏振分离功能。模拟结果表明,该偏振分离器在0.8~2.5THz频率范围内都能够实现偏振分离。在1THz,分离长度为0.77cm;x,y两偏振奇模和偶模的实际吸收损耗均小于0.2dB;消光比分别为-12.73dB和-13.70dB。与以往双芯光子晶体光纤偏振分离器设计相比,该设计具有结构简单、易于实现、可调谐、宽带和低损耗等优点。

关键词：光纤光学偏振分离器太赫兹填充多孔光纤

矩形晶格双折射多孔光纤宽带稳定拍长的优化设计

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光学学报 2010年第7期30卷 1950-1954页

作者：李铭佳石志东林建强葛泉上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室上海200072

在矩形晶格多孔光纤的基础上,通过加入一对大直径圆孔,并进一步优化结构参数可以得到宽带稳定的双折射拍长。采用有限差分波束传播法计算了多孔光纤的模式双折射特性,分析了不同参数变化对模式双折射的影响。计算表明,这两种非对称结构... 详细信息

在矩形晶格多孔光纤的基础上,通过加入一对大直径圆孔,并进一步优化结构参数可以得到宽带稳定的双折射拍长。采用有限差分波束传播法计算了多孔光纤的模式双折射特性,分析了不同参数变化对模式双折射的影响。计算表明,这两种非对称结构分别具有正值和负值双折射,两者相互作用能够控制模式双折射随波长的变化斜率,在一定的波长范围内使模式双折射与波长呈现等比例的线性变化关系,从而得到基本不随波长变化的双折射拍长。通过优化结构参数,分别在1310 nm和1550 nm波长窗口获得了中心拍长为10 mm的平坦拍长曲线,相对带宽达到12%以上,这种光纤非常适合制作集成于全光纤大电流传感器之中的宽带光纤波片。

关键词：光纤光学多孔光纤模式双折射拍长矩形晶格波长敏感性

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具有宽带稳定偏振拍长的新型多孔光纤

光子学报 2014年第3期43卷 14-19页

作者：林建强石志东刘珍季敏宁上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室上海200072 广西科技大学电气与信息工程学院广西柳州545006

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... 详细信息

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.

关键词：光纤通信光纤光学光束传播法多孔光纤模式双折射偏振拍长波长敏感性波片偏振控制