锥形微结构光纤基本特性研究[S](精)
锥型塑料光纤的光传输特性及其应用研究
华侨大学硕士学位论文：锥型塑料光纤的光传输特性及其应用研究
的波形相对于入射波形出现展宽，其传输带宽仅为几十至上百 MHz ⋅ Km。氟化梯度折射 率分布塑料光纤从选择低色散材料出发，以优化的梯度折射率分布为手段，即可将其折 射率分布指数在 0.85~1.3μm 波长范围内选定为 2.07~2.33，从而起到抑制模间色散，控 制出射光波相对于入射光波展宽的效果，进而可获得高达几百 MHz ⋅ Km 至 10GHz ⋅ Km 的传输带宽。 由于塑料光纤是由塑料材料构成的，故其在高温环境中工作会发生氧化降解。氧化 降解是光纤芯材料中的碳基、双键和铰链互相作用形成的。氧化降解将促使电子跃迁加 快，进而引起光纤损耗增大。为提高塑料光纤的热稳定性，通常的做法是：选用含氟或 硅的塑料来制造塑料光纤或者选取塑料光纤的工作波长大于 660nm 处，以使塑料光纤具 有高的热稳定性。
1.1.2 塑料光纤的应用
塑料光纤以其柔软易弯曲、芯径大、易耦合、抗电磁干扰/电磁辐射、制造工艺简单 和成本低等优点，广泛应用于短距离、中小容量信息传输系统中，例如短距离高速数字 通信、有线电视、局域网（Local Area Network，简称 LAN） 、室内计算机之间的连接、 传感器、CD 播放机、汽车、飞机信息传输网络、多媒体网络、军事网络等、甚至可以用 于宇航以及导弹的制导。目前，短距离、中小容量系统主要还是采用铜质电缆。随着对 POF 研究的深入，POF 的传输距离不断增加，相关器件的成本不断降低，加上用户对带 宽需求的增长，铜质电缆迟早会被 POF 所代替。 用于局域网 一般局域网数据传输距离在100m甚至65m之内，包括校园网、楼宇
III
华侨大学硕士学位论文：锥型塑料光纤的光传输特性及其应用研究
实验发现，锥形塑料光纤对于提高光束的耦合效率具有良好的效果。
光纤光锥光学特性研究与测试
第１章绪论１．１光纤光锥光学特性研究的背景及意义１．１．１光纤光锥简介光纤光锥是由成千上万根光学纤维经规则排列、加热、加压融合、扭转、拉锥等一系列工艺制成，其中每一根纤维由高折射率的芯玻璃和低折射率的包皮玻璃构成，入射光依据全反射原理从每根纤维的一端传向另一端。
光纤传像元件包括光纤面板、光纤倒像器、光纤光锥。
光纤光锥是光纤面板的一种特殊形式。
图１．ｉ光纤面板图１．２光纤光锥光纤面板如图１．１所示，由数千万根直径为５～６ｌＪｍ的光导纤维规则排列后，加温、加压熔合而成。
它在光学上具有零厚度，有很高的集光能力和分辨率，可无失真地传递高清晰度图像，是性能优越的光电成像和图像传输器件。
主要用于微光像增强器的输入窗或输出窗和ＣＲＴ象管的显示屏，对改善器件的像质起着无法替代的作用““２Ｍ“¨”。
光纤光锥如图１．２所示，是另一种形式的光纤面板，也是由直径为５～６ｐｍ的光导纤维规则排列，每根纤维均匀拉伸成锥型的图像传输器件。
目前世界上最大的商用光纤光锥直径能达２００ｒａｍ删。
光纤光锥具有将图像放大和缩小特定倍数的作用，可以获得短的物像距。
理论上，光锥的大端和小端的直径之比可以达到４０：１，但由于制造过程中技术的限制，实际的光纤光锥的大端和小端直径比的范围为２：１到１０：１”１。
１．１．２光纤光锥应用目前光纤光锥的主要用途是将图像从像增强器耦合到ＣＣＤ（电荷耦合器件）上或作为图像放大缩小器件。
１）光纤光锥与ＣＣＤ的耦合ＩＣＣＤ图像传感器已经广泛的应用于微光夜视、目标识别及探测、激光制导、机器人视觉以及高分辨率ｘ射线医学成像等领域。
利用光学中继元件，将微光管光纤面板荧光屏输出的图像耦合到ＣＣＤ的光敏面上，如图１．３所示，实现微光摄像和高分辨率成像。
在设计或采用光学中继元件时，必须考虑尽可能的收集从增强器输出的光子能量，并且能够以最小的像差投影到ＣＣＤ的光敏面上。
像增强器和ＣＣＤ耦合的最常用的方法就是利用成像物镜或者是采用光锥作为中继元件吲。
锥形光纤的结构与特性
薛春荣 1, 2 ,侯海虹 1
(1. 常熟理工学院 ,江苏 常熟 215500; 2. 中科院上海光学精密机械研究所 ,上海 201800)
摘 要 :通过理论分析和仿真试验 ,研究了锥形光纤的几何形状对锥形光纤的传输损耗和耦合 效率的影响 。用几何光学的分析方法 ,说明了光信号在锥形光纤中的传输损耗远低于同类型 的圆柱形光纤 ;仿真试验研究了光源与光纤的相对位置 、锥形光纤的尖端半径 、锥形光纤的锥 角大小对锥形光纤耦合效率的影响 。 关键词 :锥形光纤 ;传输损耗 ;耦合效率 中图分类号 : TN253 文献标识码 : A
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激 光 与 红 外 No. 9 2007 薛春荣 侯海虹 锥形光纤的结构与特性
率 [ 4 ] 。本文用光学设计仿真软件对锥形光纤进行
了研究 ,力求找到锥形光纤的几何形状与耦合效率
间的关系 , 以便优化锥形光纤的形状 , 提高耦合
效率 。
对锥形光纤仿真研究的原理是光线追迹 ,通过
追踪射入与射出锥形光纤的不同光线的传播路径计
算锥形光纤的耦合效率 。仿真用的光源为方向性
强 、稳定性好的波长为 0. 6328μm 的 He - Ne激光 器 ,光纤参数为 50 /125μm ,锥形光纤的几何结构如
n < 1 = tan (θ- 2α) - tanα
(4)
x1
d
把式 (4)与式 (2)相比较可以看出 ,激光在锥形光纤
中的反射次数少于在圆柱光纤中的反射次数 ,并且 ,
由于反射角的增大 ,在相同的传播距离内 ,激光走过
空间锥形物体的光散射特性研究
空间锥形物体的光散射特性研究陈洪波，刘建斌，吴健（电子科技大学 光电信息学院 四川 成都 610054） 摘 要：本文根据物理光学法研究了锥形物体对平面光的散射特性。
对于圆锥物体的 光散射，在不考虑遮蔽效应和圆锥顶点的散射情况下，利用基尔霍夫近似、远场近似 和稳相法推导了圆锥体对平面光的散射场解析表达式， 计算了圆锥体对 0.48 µm 光波的 散射光强，并且得到了入射角一定的情况下，不同观察方向的散射光强分布曲线。
关键词：物理光学法 圆锥表面散射 稳相法 散射光强1、 引言随着科技的发展，特别是军用航天技术的发展，越来越多的航天器进入太空，在 军用与民用两大领域中发挥着重要作用。
因此，开展空间目标的光散射研究对目标的 探测、跟踪、识别等空间突防技术具有十分重要的应用价值。
由于许多具有实用价值 的军事目标的部分为锥形，因此研究锥形物体的散射特性具有一定的实际意义。
本文主要研究了锥形物体的光散射特性，计算了圆锥的散射光强，并分析了散射 强度随观察角和粗糙度的变化规律。
2、 粗糙表面的光散射在微波波段，几乎所有的物体都可以看作是光滑导体，但随着频率的增加，在红 外和光波段，物体应视为粗糙介质，这是因为随机表面的粗糙度是以波长为度量单位 的统计参数来表征的，对于一个给定表面，对微波来讲可能很光滑，但对光波来讲却 呈现出很粗糙1。
由于光波段的高频性，对空间目标的光散射研究主要是采用物理光学法。
我们假 定入射光是具有单位振幅的单位平面波，即 Ei (r ) = exp ik0 ki ⋅ r ，当物体表面任意点 的曲率半径远大于入射波长，粗糙面高度起伏、均方根斜率远小于 1 时，物体表面不 同区域的多次散射可以忽略，表面上任一点处的表面场可以用该点局部切平面上的场 来近似2。
根据Helmholz标量积分方程，物体平均表面 S （如图 1）在远场点P处的散射场为3'v() r)v r v v ∂G0 (r , r ′) v v ∂E (r ′) − G0 (r , r ′) ： E S = ∫ [ E (r ′) ]ds ′ S ∂n ′ ∂n ′(1)其中 r 表示物体平均表面 S ' 上点的位置矢量， r 表示物体到点P的位置矢量。
拉锥光纤的特性和应用研究
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国防科学技术大学研究生院硕士学位论文
图
目 录
图 2. 1 普通光纤的结构示意图...................................................................................... 5 图 2. 2 熔融型光纤拉锥机的工作示意图...................................................................... 6 图 2. 3 拉锥后的光纤示意图.......................................................................................... 6 图 2. 4 拉锥光纤的显微照片.......................................................................................... 7 图 2. 5 拉锥光纤模场分布变化的四个阶段.................................................................. 8 图 2. 6 单模光纤拉锥过程基模模场直径随外径的变化............................................ 10 图 2. 7 不同外径拉锥光纤有效折射率与波长的关系................................................ 12 图 2. 8 不同外径拉锥光纤的波导色散曲线................................................................ 12 图 2. 9 普通光纤的材料色散........................................................................................ 13 图 2. 10 不同外径拉锥光纤的总色散.......................................................................... 13 图 2. 11 低损耗拉锥光纤过渡区域的拉锥角.............................................................. 15 图 2. 12 微纳光纤的色散曲线...................................................................................... 17 图 2. 13 微纳光纤零色散点与光纤直径的关系.......................................................... 18 图 2. 14 不同直径微纳光纤的模场分布图.................................................................. 19 图 2. 15 普通拉锥光纤色散曲线与直径的关系.......................................................... 22 图 2. 16 飞秒激光泵浦拉锥光纤的装置示意图.......................................................... 22 图 2. 17 1020nm 飞秒激光泵浦直径为 5μm(左)和 4μm(右)拉锥光纤产生的超连续谱 23 图 2. 18 不同波长飞秒激光泵浦 3μm 拉锥光纤产生的超连续谱光谱图.................24 图 3. 1 全内反射型光子晶体光纤结构示意图............................................................ 26 图 3. 2 PCF1 拉锥到不同直径的截面 SEM 图.............................................................28 图 3. 3 PCF2 拉锥到不同直径的截面 SEM 图.............................................................28 图 3. 4 不同外径拉锥 PCF2 的模场分布..................................................................... 29 图 3. 5 PCF2 拉锥到不同直径的色散曲线的变化....................................................... 29 图 3. 6 三角形晶格光子晶体光纤的一个晶格............................................................ 31 图 3. 7 光子晶体光纤加热塌缩空气孔示意图（灰色区域是模场）........................ 32 图 3. 8 光子晶体光纤 PCF2（上）和 PCF3（下）空气孔塌缩的 SEM 照片..........32 图 4. 1 拉锥 PCF2 不同区域截面电子显微照片......................................................... 35 图 4. 2 拉锥 PCF2 和原始 PCF2 的色散曲线..............................................................35 图 4. 3 实验装置示意图................................................................................................ 35 图 4. 4 拉锥光子晶体光纤产生的超连续谱................................................................ 36 图 4. 5 超连续谱输出光斑图........................................................................................ 36
3分钟了解锥形双包层光纤
3分钟了解锥形双包层光纤双包层光纤2020年是激光器发明60周年。
经过半个多世纪的发展，作为光源的发射装置，激光器从最初的红宝石激光器一步步发展至今，其性能逐渐稳定和增强。
随着激光技术和光束处理方面的进步，激光器为众多先进的科学和工业应用打开了大门。
双包层光纤(Double Cladding Fiber)是有源光纤领域中的一项重要技术，对光纤激光器和放大器来说是一个具有重大意义的技术突破，它使光纤激光器进入了大功率时代。
在过去十年中，通过使用包层抽运光纤架构，光纤激光器的输出功率急剧上升，带动了一系列诸如光束质量、转换效率以及灵活性等方面的性能提升。
从双包层光纤端面可以看到4层结构：(1)纤芯；(2)内包层；(3)外包层；(4)保护层，见图1。
（a）（b）图1.（a）双包层光纤结构；（b）包层抽运示意图纤芯由掺稀土元素的GeO2和SiO2 构成（n1），内包层由横向尺寸比纤芯大得多、折射率比纤芯小的纯SiO2构成（n2），纤芯作为激光振荡的通道。
内包层是抽运光通道，合理设计纤芯和包层的折射率差调整数值孔径(Numerical Aperture)，可以对相关激光波长设计为单模传输。
外包层是由折射率比内包层小的透明软塑材料构成（n3）。
最外层则由硬塑材料包围，构成光纤的保护层。
双包层光纤存在的一个普遍问题是抽运光与掺杂光纤纤芯的有限重叠，这会导致抽运吸收效率降低，因而需要更长的光纤来维持增益，但这会增强非线性效应，引起脉冲展宽。
锥形双包层光纤锥形双包层光纤（T apered-DCF）是使用专门的光纤拉伸工艺形成的双包层光纤，在常规双包层光纤的基础上进一步提高了抽运光的吸收效率，图2是锥形双包层光纤示意图。
图2. 锥形双包层光纤示意图，光纤的其中一头呈锥形其中，控制温度和拉力以沿光纤的长度形成锥度，即纤芯以及内包层和外包层的直径均沿光纤的长度渐变，这使得T-DCF能够吸收更多模式的抽运光，提高了抽运光的利用率。
光纤锥探针传输特性的研究
维普资讯
４ ６
物理 与工 程
Ｖｏ． ２ Ｎ ． ２ ０ １１ ｏ ２ ０ ２
图 １给 出了分别 由化学 腐 蚀法 和熔 拉 法
和 ｃ ． 模场 Ｅ＿ Ｅ 之 间的耦 合效 率 为 ｃ则 ， ！ 和 ，
一
１ 厂 得 到 的光纤锥 探 针 示 意 图． １ ａ 为腐 蚀 法 图 （） ＿ Ｉ ＿ ｄ ｝ ／ ｝ ｓ Ｅ （） ３ Ｖ 得 到 的探 针 ， 中 包层 直径 沿 方 向逐 渐 减 其 １代 ３， 可 小， 而纤 芯 直径基本 不 变 ， 只在 接 近 锥 的尖 端 将式 （ ） 人 式 （ ） 在 归～ 化 条件 下 ， 得 到 计算 耦合 效率 的一个 简单 表示式 为 时 ． 径才逐 渐变 小 ， 芯 称这 种光 纤 探 针锥 为腐 刀一 ２ ２ （ 十 ） ／ （） ４ 蚀 锥 ． １ ｂ 为 熔 拉 法 得 到 的 探 针 ． 时 包 层 图 （） 这 和 纤 芯 的 直 径 沿 纤 轴 方 向 均 逐 渐 变 细 ， 般 一 在 腐蚀 锥 中 包 层直 径 沿 向逐 渐 减 小 ， 不过除 了锥 尖 附 近 以 外 ， 认 为 光 纤锥 中的 可 可认 为在 整 个锥 区， 层 和纤 芯 的 直 径 之 比 包 因 保 持恒定 ， 这 种光 纤探 针 锥为 熔 拉 锥． 称 由此 模 式 在 传 输 过 程 中 不 受 影 响 ， 此 此 时 包 层 的 直 径 仍 远 大 于芯 径 ． 锥 中 的 包 层 直 径 沿 当 可见 ． 蚀锥 探 针和 熔 拉 锥 探 针 在 波导 结 构 腐 由 上 是不一 样 的 ． 因而 会 呈 现 出不 同 的光 学 传 向 减 小 到 小 于 芯 径 的 两 倍 以 后 ， 于 包 层 中
锥形微纳光纤传输特性研究的开题报告
锥形微纳光纤传输特性研究的开题报告一、研究背景和意义微纳光纤是一种非常重要的微纳材料，其具有直径亚微米级别的特点，能够实现对光的高效传输。
锥形微纳光纤是其中一种特殊形态的微纳光纤，由于其特殊的形态，在纳米科技研究、生物医学等领域有着广泛的应用前景。
但是，由于其在制造过程中极易受到压力和温度等外界环境的影响，导致其传输特性难以稳定控制，这就给其应用带来了很大的困难。
因此，本研究旨在从锥形微纳光纤传输特性出发，开展研究，为其在应用领域的发展提供技术支撑和理论指导。
同时，对于锥形微纳光纤制造和控制的技术层面也有很大的促进作用。
二、研究内容本研究的主要内容包括以下三个方面：1. 制备锥形微纳光纤。
本研究将采用光刻和电化学蚀刻等制备方法，制备出直径在几百纳米到几微米范围内的锥形微纳光纤，确保其光学性能稳定。
2. 研究锥形微纳光纤的传输特性。
本研究将通过实验和理论仿真的方法，研究锥形微纳光纤在不同环境条件下的光学传输特性，并探究其表面等离子体共振和微腔共振等效应的作用机制和规律。
3. 探究锥形微纳光纤的应用前景。
本研究将重点探讨锥形微纳光纤在纳米生物传感、激光光谱分析、光通信和量子光学等领域中的应用前景，并根据实验数据和理论分析结果，提出优化其传输特性的方法和措施。
三、研究方法本研究将采用实验室制备的方式，利用光刻和电化学蚀刻等技术制备出锥形微纳光纤。
并采用光学显微镜、扫描电子显微镜等技术对制备得到的光纤进行表征，同时通过红外光谱等技术对其光学性能进行验证和测试。
在研究锥形微纳光纤传输特性方面，将通过太赫兹时域光谱技术、全息干涉技术、扫描探针显微镜等实验手段进行研究，并结合仿真分析方法，探究其表面等离子体共振和微腔共振等效应的作用。
在探究锥形微纳光纤应用前景方面，将在相关领域开展文献综述和数据分析，综合理论分析和实验结果，对其应用前景进行系统性研究和探讨。
四、预期成果本研究预期将主要取得以下成果：1. 成功制备出直径在几百纳米到几微米范围内的锥形微纳光纤，并对其光学性能进行验证和测试。
锥形光纤的结构与特性
第３ ７卷 第 ９期
２０ ０７年 ９月
激 光 与 红 外
ＬＡＳＥＲ ＆ Ｉ ＮＦＲ９ Ｓ ｐｅ ｅ ， ０ ７ ｅ ｔｍｂ ｒ ２ ０
文 章 编 号 ：０ １ ０ ８ ２０ ） ９０ ８ －３ １０ － ７ （０ ７ ０－８２０ ５
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂ ｔ ｒ ｎ ｍｉ ｉｎ ｌ ｓ ｄ ｃ ｕ ｌ ｇ ｅｆ ｉｎ ｙ ｏ ｐ ｒ ｄ ｆ ｅ ｓｆ ｅ ｄｓ ｕ ｓ ｄ ｉ ｈｓ ｐ ｐ ｒ ｓｒ ｃ ： ｏｈ ｔ ｓ ｓ ｏ ｏ ｓ ａ ｏ ｐ ｉ ｆ ｃｅ ｃ ｆ ａ ｅ ｅ ｂ ｒ ｒ ｉｃ ｓ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ．Ｗ ｉ １ ｈ ｅ ・ ａ ｓ ｎ ｎ ｉ ｔ ｉ ｉ ｅ ｔ ｅ ｇ ｏ ｌｔ ｍｅ ｒ ａ ｐｉ ｓｍｅｈ ｄ，ｔ ｅ ｆｃ ｓｅ ｐａ ｎ ｄ ｔ ａ ａ ｓ ｓ ｉ ｎ ｌｓ ｆ ｐ ｒ ｄ ｆ ｅ ｓｌｗｅ ａ ａ ｆ ｙ ｉｄ ｃ — ｔ ｃ ｌ ｔ ｔｏ ｉ ｏ ｃ ｈ ｔ ｘ ｌｉ ｅ ｔ ｒ ｍｉｓｏ ｓ ｏ ｅ ｅ ｂ ｒ ｏ ｒ ｎ ｔ ｔ ｌ ｒ ａ ｆ ａ ｉ ｈ ｔ ｎ ｏ ａ ｔ ｉ ｉ ｈ ｔ ｈ ｏ ｃ ｎｉ ｌ ｉ
状 的锥形 光纤所 具 有 的性 能 差异 ， 为优 化锥 形 光 纤
的几何形 状 、 更有 效 地 加工 出符合 性 能 要求 的锥 形
可见其他参数已经设定 的情况下 ， 尖端直径越大 ， Ｏ ｔ 越大； 光纤 的锥形过渡区越短 ， ｚ 即 值越小相对的锥 角 就越 大 ， 锥形 变化 也就 越尖锐 。
ｅ ｅ ｆ ｅ ．Ｔ ｅｅ ｅｔ ｆ ｅ ｔ ｅｐｓｉｎｂｔ ｅ ｇ ｕｃ ｎ ｐ ｒ ｆ ｅ ｏ ｏｐｉ ｆ ｉ ｃ ｐ ｅ － ｐ ｒ ｂ ｒ ｈ ｆｃ ｏ ｒ ａｖ ｏｉｏ ｅ ｅｎｌ ｔ ｏｒｅａｄｔ ｅｅ ｂｒ ｎｃｕ ｌ ｇｅ ｃ ｎｙｏ ｔ ｒｄｆ ｄｉ ｓ ｌｉ ｔ ｗ ｉ ｓ ｈ ａ ｄｉ ｎ ｆ ｅ ｉ ｆ ｅ ａ ｉ
锥形光纤器件制备及其特性研究
锥形光纤器件制备及其特性研究
本文是根据石墨烯加热子的电加热熔融拉锥方法,控制影响锥形的几项参数,通过不同拉锥参数的设定,制备多种锥形结构的光纤,其中包括双锥形M-Z干涉仪和非对称长周期光纤光栅等结构,分别做温度和应变的传感特性实验。
主要工作与成果总结如下:1、基于石墨烯加热子的电加热熔融拉锥方法的基础上,分析影响锥形的几项拉制参数,通过调节并优化温度、拉制速度与时间等参数,制备出多种形貌结构不同的锥形,并且分析出拉制温度对所得锥形粗细的影响,拉制速度与时间对所得锥形长度的影响。
2、通过不断变化拉制长周期光纤光栅(LPFG)中的温度和速度参数,在拉制过程中分别对第6个周期,第4个周期的拉制参数进行修改,制备出与其他周期不同的锥形结构,利用熔锥法制备出了在同一根光纤中包含六个锥区并且有3种形貌特征的长周期光纤光栅,并且称其为非对称LPFG。
3、分析3种形貌特征的LPFG 的透射谱,得出3W型谐振峰的LPFG,分析3W型谐振峰为过耦合现象,测量并分析LPFG的形貌特征,并做温度和轴向应变传感特性实验,分别计算出每个谐振峰波长的温度灵敏度和轴向应变灵敏度。
3W型谐振峰中一共包含了6个谐振峰,其中相邻两个谐振峰的温度传感特性相似,但应变传感特性相差较大,其中包含了应变灵敏度分别为7pm/με和近乎0pm/με的两个相邻的谐振峰。
4、利用熔融拉锥方法制备双锥形M-Z干涉仪,分析M-Z干涉仪的干涉谱和形貌特征,并做了温度传感特性实验,得出60pm/oC
的灵敏度。
利用锥形光纤测量环芯微腔基本参数的实验研究【毕业作品】
BI YE SHE JI（20 届）利用锥形光纤测量环芯微腔基本参数的实验研究利用锥形光纤测量环芯微腔基本参数的实验研究摘要强耦合腔量子电动力学系统已经成为研究量子物理基本问题的有力工具，并有望成为实现量子信息过程的重要手段。
而基于半导体微纳加工工艺的环芯微腔在向小型化、集成化发展方面具有广阔的应用前景。
作为核心器件，环芯微腔的品质对于腔量子电动力学系统尤为关键，故其基本参数的测量成为系统搭建的基础和重要工作。
本论文对环芯微腔的基本参数进行了测量。
论文主要的研究内容如下：1)拉制锥形光纤；2)锥形光纤与环芯微腔的临界耦合；3)通过环芯微腔的透射曲线测量得到其自由光谱区、线宽、精细度及品质因子等参数。
环芯微腔基本参数的测量为下一步强耦合腔量子电动力学系统奠定坚实的基础。
关键词锥形光纤，环芯微腔，耦合，透射曲线，品质因子Parameters measurement of microtoroidal resonators based on taperedfiberAbstract Cavity quantum electrodynamics (CQED) in the strong coupling regime has been a powerful tool to research the fundamental problems of quantum physics and is expected to be an important method to realize quantum information procedure. Meanwhile microtoroidal resonators based on micro/nano fabrication technology have a wide applicate prospect in miniaturization and integration.As the core device of CQED system, quality factor of microtoroidal resonators is especially important to CQED system,which means measurement of fundamental parameters is a basic work in system building. In this thesis, we will show measuring the fundamental parameters of microtoroidal resonators.There are three steps including in research process: 1) fabrication of the tapered fiber; 2) critical coupling between tapered fiber and microtoroidal resonators; 3)Measuerement of fundamental parameters such as free spectra range, linewidth, finesse and Q-factor by measuring the transmission spectra of the microtoroidal resonators.This experiment will lay a strong foundation for strong-coupling cavity quantum electrodynamics system.Key words tapered fiber, micro toroidal resonators, coupling, transmission spectra, Q factor1 引言1.1腔量子电动力学腔量子电动力学（Cavity Quantum Electrodynamics，简称CQED）主要研究在受限空间中电磁场与物质之间相互作用的动力学过程[1]。
拉锥光纤的特性和应用研究
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国防科学技术大学研究生院硕士学位论文
表
目 录
表 2. 1 不同直径拉锥光纤基模有效折射率 10 阶多项式曲线拟合的各阶系数...... 11 表 2. 2 拉锥光纤的零色散点随光纤直径的变化........................................................ 13 表 3. 1 本文使用的光子晶体光纤的参数及其 SEM 图片..........................................27 表 4. 1 熔接损耗与 PCF3 加热塌缩时间的关系......................................................... 44
44论文论文论文论文国防科学技术大学研究生院硕士学位论文第1页第一章绪论11111111课题背景及意义光纤的拉锥技术是随着光纤的出现而出现的拉制光纤实际上就是一种将较粗的预制棒加热到熔融状态然后将其拉细到常规光纤直径大小的拉锥过程
国防科学技术大学 硕士学位论文 拉锥光纤的特性和应用研究 姓名：奚小明 申请学位级别：硕士 专业：光学工程 指导教师：侯静；陈子伦 2010-11
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国防科学技术大学研究生院硕士学位论文
ABSTRACT
As an important post-processing technique of optical fibers, tapering of optical fibers can change the shape and optical characters of fibers and make kinds of fiber devices which are very useful to expand application field of fibers. As a kind of brand-new optical fiber, photonic crystal fiber(PCF) possesses many unique characters that can not find in conventional fibers because of it's flexible structure. The idea of tapering photonic crystal fiber puts this kind of fiber in a larger application platform and enriches fiber tapering theories. In this thesis, we study on tapering of conventional fibers and PCFs and air hole collapsing of PCFs in theoretical and experimental. Also some applications, such as supercontinuum(SC) generation and low loss splicing, are explored using these tapering fibers. 1 Processes and shapes of tapering conventional fibers are studied on. Varying of mode-field diameter(MFD) and controlling of group-velocity dispersion(GVD) are both simulated by numerical methods. Meanwhile, necessary conditions of low loss tapering are studied in three aspects: environments of tapering, controlling of parameters, and shapes of tapering fibers. In experimental, we get low loss tapering optical fibers with different outer diameters using a fusing tapering rig. Fiber microwires and nanowires are also simulated and analyzed. 2. SC generation in tapering conventional optical fibers is reported. By varying the wavelength of femtosecond pumping laser and diameters of tapering fibers, we study on the relationship of SC with these parameters. 3. Tapering and air hole collapsing techniques of photonic crystal fibers are proposed in theoretical. Using “fast and cold” method, we taper PCFs while keeping d/Λ unchanged and collapse air holes using “slow and holt” method while keeping outer diameters unchanged. 4. SC is generated in tapered PCFs. We taper a PCF to adjust its dispersion curve, and then pump this tapered PCF at anomalous dispersion regime with dual-wavelength generated by four-wave mixing effect. SC with more than 600~1700 nm spectrum broad (at 20 dB level) is generated in 1m length PCF. 5. Low loss splicing of small core PCFs and conventional fibers is achieved by removing their mismatch of MFDs with hole collapse method of PCFs. For slight MFD
锥形光纤的结构和传光特性
第四章 锥形光纤的结构和传光特性4.1 锥形光纤的结构通常锥形光纤的加工方法有两种：腐蚀法和融拉法。
前者的特点是光纤包层直径沿传播逐渐减小，而纤芯直径除了在小端附近时逐渐变小，其余部分基本不变。
后者可以看成在锥形区域内包层和纤芯的直径沿纤轴方向均逐渐变小，包层和纤芯的直径之比保持恒定。
我们现在所讨论的是基于后者的锥形光纤。
图4.1.1 锥形光纤的几何剖面图图4.1.1是锥形光纤的几何剖面图。
其中，A 是光锥锥度，l 是光锥长度， 2a 是尖端半径， 1a 是光纤锥的粗端半径。
由锥形光纤几何参数可用下面数学式表示[12]:la 21a tan arc -=α （4.1） 由上式可以看出， 尖端直径越小， A 越小。
l 值越小A 就越大， 锥形变化也就越尖锐。
4.2 本次实验所用到的锥形光纤图4.2.1为本次实验所拉的锥形光纤。
锥形光纤的锥长为1160.02um ，腰宽为22.34um 。
由图可看出，拉成的锥非常完美。
实验中用自制的热拉伸装置把光纤拉成锥形，在拉锥过程中尽量保证两手力道均匀，并且由于实验装置是高压的，要注意实验安全。
锥形光纤顶端锥体的角度，变化范围越大光纤表面越光滑， 锥形锥区越短， 传输效率就越高。
图4.2.1 实验拉成的锥形光纤实物图当光线在锥形光纤传输时，要使入射光线能从锥形光纤的另一端出射，由全反射条件： 211221)](1[)2sin(n n b b -=≤+δϕ （4.2） 上式中，δ为锥形光纤的锥角，1b 是光纤出射端的半径，2b 是光纤入射端的半径。
要使锥形光纤可以传输光，光纤要有一个最小长度，所以实验中不能拉锥过长。
图4.2.2 单模锥形光纤结构示意图4.3 锥形光纤的传光特性由上述我们所讨论锥形光纤结构，光进行传输时，有许多与普通常用光纤不同的特性，同时它与器件耦合时有高的耦合效率、低的传输损耗等优点，这些是研究着们现在所关注的。
θtan 11dc AB n == （4.3.1） 光纤内径为d ；激光光束与光纤轴线的夹角为θ；n 为光在普通光纤中传输时，沿轴向单位长度的反射次数。
锥形光纤制作及其荧光收集特性实验研究
锥形光纤制作及其荧光收集特性实验研究吴建平;初凤红【摘要】使用光致聚合法制备了锥形光纤,并对锥形光纤的荧光激发和收集特性进行了研究.通过实验比较了锥形光纤和普通光纤用作传感头对荧光材料的激发和收集的差别.实验结果表明,普通光纤传感头收集不到荧光,而锥形光纤收集到的荧光信号较强.该结果证实了锥形光纤的增强荧光特性,因此在进行基于荧光淬灭原理的爆炸物浓度检测实验时采用锥形光纤作为传感头可以有效提高探测灵敏度.【期刊名称】《上海电力学院学报》【年(卷),期】2016(032)002【总页数】4页(P199-202)【关键词】锥形光纤;光致聚合法;光纤传感头【作者】吴建平;初凤红【作者单位】上海电力学院电子与信息工程学院,上海200090;上海电力学院电子与信息工程学院,上海200090【正文语种】中文【中图分类】TN253;TP212随着恐怖势力的不断崛起,全世界每天所发生的恐怖袭击事件也在不断增加,这在全球范围内造成了不小的恐慌.各国对此也高度重视,不但加大了对爆炸性物质的检查力度,而且加快了爆炸物检测技术的研究进度.其中,针对爆炸物整体外观进行探测的体检测技术存在价格昂贵、灵敏度低、设备体积大等缺点,在应用方面具有局限性.另外,微痕量检测技术是对爆炸物挥发出的蒸气和黏附于爆炸物容器表面以及任何接触过爆炸物的物(包括人体)表面所残留的微痕量爆炸物质进行检测,与体检测技术相比,其具有可靠性高、性能优异、多功能集成等优点,这也使爆炸物探测器实现小型化、低成本、高精度成为可能.在实际应用中微痕量检测技术应用更为广泛.目前,爆炸物的微痕量检测可以通过电化学方法[1]、分子印迹法[2]、离子迁移谱法[3]、生物传感法[4]以及光学方法[5-7]等进行.其中又以光学方法,特别是荧光猝灭方法最受人们关注,这是由于与其他方法相比较,荧光猝灭法具有灵敏度高、选择性好、检测速率快、传感器体积小、成本低、操作简便等特点,被认为是目前痕量爆炸物检测方面最理想的技术之一[8].目前,以光纤作为传感元件,基于荧光淬灭原理的爆炸物气体浓度的探测技术得到了迅速发展.为提高对于爆炸物气体浓度探测的灵敏度,可以通过增加接收到的荧光信号的强度来实现.本文将对锥形光纤的制备和荧光特性展开研究.1.1 锥形光纤的制备方法和原理锥形光纤的制备方式有很多种,常见的方法有化学腐蚀法[9]、研磨法[10]以及熔拉法[11],其中熔拉法使用最广泛.有别于上述传统方法,本文将采用光致聚合法[12]合成锥形光纤.光致聚合法的原理为:在一定强度的激光照射下,单体在催化剂的作用下聚合,由于单模光纤出射的光束为高斯光束,因此会在单模光纤的末端形成锥形光纤.锥形光纤的制备示意图如图1所示.锥形光纤制备流程为:(1) 将共引发剂(甲基二乙醇胺,重量比为8%)和染料敏化剂(署红Y)溶于三丙烯酸单体(季戊四醇三丙烯酸酯)溶剂,制成自由基光聚合试剂[12];(2) 将端面切平整的石英光纤置于该混合液中放置一定时间后取出,在范德华力作用下光纤端面会沾有一定量的混合溶液;(3) 由于该自由基光聚合试剂对于波长范围为450～550 nm的激发光敏感,在该波长范围内光的激发作用下,自由基通过交联聚合实现转换[12],实验中采用波长为532 nm的激光通过端面耦合法耦合进入光纤;(4) 光纤出射端在高斯光束的作用下,单体聚合形成锥形光纤.1.2 锥形光纤制作步骤首先取一根长约0.5 m的光纤,其参数见表1.利用剥线钳将裸纤两端约10 cm处的涂覆层去除,取一张纸巾蘸少许酒精试剂,擦拭已经去除了涂覆层的裸纤,以保证光纤的清洁度.将裸纤放在光纤切割器上,将裸纤端面切割平整,以保证光纤熔接后,熔接头处的损耗达到最低.为了防止高阶模的出现,再将裸纤打3个直径约1.5 cm的活结. 利用光纤熔接机将处理好的裸纤和单模光纤跳线进行熔接,通过观察显示屏上的图像在确认光纤端面是干净平整的情况下再进行熔接.光纤溶接过程如图2和图3所示.熔接完成后需要观察显示屏上的熔接损耗,好的光纤熔接效果具有极低的熔接损耗.完成上述步骤之后,将处理好的光纤跳线与输出光波长为532 nm的激光器相连.调节激光器使切割好的光纤端面输出激光的光功率稳定于所需值.将切割好的光纤端面蘸取自由基光聚合试剂曝光2 s后,放入酒精中清洗掉残留试剂.在光学显微镜下的锥形光纤如图4所示.另外,通过锥形光纤的制备实验还发现,改变激发光的输出功率和激光激发光敏试剂的时间可以得到不同外观的锥形光纤.通过比较普通光纤和锥形光纤分别涂覆荧光试剂后,在激发光的作用下所产生的荧光信号的强弱,探究锥形光纤对荧光的收集特性.2.1 材料及仪器实验原料包括无水乙醇溶液、荧光材料罗丹明粉末、实验制备的锥形光纤和普通光纤.实验仪器包括488 nm蓝光激光器、聚焦物镜、三轴NanoMax位移平台、1918-R光功率计和QE65 Pro光谱仪.2.2 实验步骤首先量取1 mL的无水乙醇溶液,同时称取1 mg的罗丹明粉末,混合均匀配制成1 mg/mL的罗丹明荧光试剂待用.实验装置如图5所示.采用488 nm的半导体激光器作为激发光源,输出的激光经过反光镜和高通滤光片反射进入40倍物镜,经过物镜聚焦后耦合进入光纤.光纤的一端放置在三轴位移平台上,另一端用光功率计探测从光纤中输出光的光功率.反射回的荧光经高通滤光片和聚焦透镜后进入光谱仪.激光器输入光功率一定的条件下,为了获得更高的光功率以激发光纤末端的荧光材料,从而提高荧光发射强度,需要调整三轴位移平台来提高光纤的耦合效率.实验中,为减小荧光信号在光纤中的损耗,需要控制光纤的长度,为此对光纤进行截短处理,同时要保证实验的可操作性,将光纤长度设置为8 cm.为获得更强的荧光信号,在光谱仪端同样需要借助三轴位移平台进行位置调整.实验中采用提拉法将荧光指示剂涂覆到锥形光纤传感头上.2.3 结果与讨论收集光谱仪接受到的光信号的光谱数据信息,使用Origin 软件绘制普通平头光纤光谱如图6所示.图6中,500 nm附近的光谱尖峰为纤芯的拉曼散射谱,两种情况下的光谱图并没有产生明显的变化,也就是说使用普通光纤时,激发光对于荧光试剂的激发效果不理想,荧光信号十分微弱,甚至可以忽略不计.使用制备的锥形光纤进行实验,利用光谱仪采集到的荧光的数据信息绘制光谱图如图7所示.由图7可以看出,涂有罗丹明试剂后的锥形光纤光谱信号与没有涂罗丹明试剂相比产生了巨大变化,激发光激发荧光材料产生的荧光信号导致两者之间的差异.荧光光谱的中心波长位于634 nm附近.由此可知,与普通光纤相比,锥形光纤对于荧光的激发和收集效率明显更强,采用锥形光纤进行基于荧光淬灭的爆炸物浓度探测可以提高探测灵敏度.锥形光纤之所以具有更好的荧光激发和收集特性,是因为其锥半径小于单模光纤的半径,有较多的倏逝波从锥形光钎的纤芯泄漏到荧光指示剂层.倏逝波作为激发光,使光的强度增强,荧光信号也会随之增强,所以锥形光纤比端面切平的普通光纤所接受到的荧光更强.本文为探究锥形光纤的荧光激发和收集特性,搭建了光纤光路系统,采用对比分析法,分别对普通光纤传感头和锥形光纤传感头在涂有荧光试剂和没涂荧光试剂两种情况下的光激发和收集特性进行了实验研究,并得到了各自的光谱图.通过分析光谱图,可以得知普通光纤传感头几乎没有荧光激发和收集特性,而锥形光纤具有很强的荧光激发和收集特性,实验结果很好地证实了这一结论.普通光纤可以近似看成是锥度为零的锥形光纤,通过实验可以初步推断出锥度越大的锥形光纤具有更好的荧光激发和收集特性.为了得出准确的结论,还需要作进一步的实验研究,比如制备不同锥度的锥形光纤,来探究其荧光激发和收集特性.【相关文献】[1]SEKHAR P K,BROSHA E L,MUKUNDAN R,et al.Trace detection and discrimination of expl osives using electrochemical potentiometric gas sensors[J].Journal of Hazardous Materials ,2011,190(1-3):125-132.[2]GAO D M,ZHANG Z P,WU M H,et al.A Surface Functional Monomer-directing Strategy for Highly Dense Imprinting of TNT at Surface of Silica Nanoparticles[J]. Journal of the American Chemical Society,2007,129(25):7 859-7 866.[3]KANU A B,HERBERT H.HILL J.Identity confirmation of drugs and explosives in ion mobili ty spectrometry using a secondary drift gas[J].Talanta,2007,73(4):692-699.[4]EHREICH-FÖRSTER E,ORGEL D,KRAUSE-GRIEP A,et al.Biosensor-based on-site explosives detection using aptamers as recognition elements[J].Analytical and Bioanal ytical Chemistry,2008,391(5):1 793-1 800.[5]HE G,ZHANG G F,LV F T,et al.Fluorescent film sensor for vapor-phase nitroaromatic explosives via monolayer Assembly of oligo(diphenylsilane) on glassplate surfaces[J].Chemistry Materials,2009,21(8):1 494-1 499.[6]DENG C M,HE Q G,CHENG J G,et al.Unusual spectroscopic properties of PPE/TiO2 comp osite and its sensor response to TNT[J].Synth.Met,2009,159(3-4):320-324.[7]Zhu D F,GUO H Q,CAO H M,et al.Poly(phenylene ethynylene)-coated aligned ZnO nanorod arrays for 2,4,6-trinitrotoluene detection[J].Appl.Phys.Lett,2008,93(1-3):261909.[8]MEANEY M S,MCGUFFIN V L.Investigation of common fluorophores for the detection of nitrated explosives by fluorescence quenching[J].Analytica Chimica Acta,2008(1):57-67.[9]黄祝明,张国平.光纤锥探针传输特性的研究[J].物理与工程,2000,2(12):45-47.[10]陈晓刚.扫描近场光学显微镜光纤锥中导波反射特性[J].光学学报,1999,19(6):659-664.[11]薛春荣,侯海虹.锥形光纤的结构与特性[J].激光与红外,2007(9):882-884.[12]JRADI S,SOPPERA O,LOUGNOT D J,et al.Tailoring the geometry of polymer tips on the end of optical fibers via control of physico-chemical parameters[J].Optical Materials,2009,31(4):640-646.。
圆锥形光纤能量传输特性的研究
圆锥形光纤能量传输特性的研究章玲;曾燕;周爱;王利光;陈国庆【摘要】基于电磁场波动理论,对纳米尺度的圆锥形光纤的特征方程进行了求解.通过该理论计算以及利用COMSOL Muhiphysics进行模拟,得出了锥形光纤圆柱形部分电场和能量的分布与波长的关系,在截止波长以内能量以基模形式在光纤中传输,而随着波长的增大,能量由纤芯向包层溢出越来越明显.对于光纤的圆锥体部分则得出了在波长一定的情况下,其锥长变化对光纤中能量传输的影响,并得到了在同一锥长下不同截面处的能量分布.【期刊名称】《黑龙江大学自然科学学报》【年(卷),期】2014(031)001【总页数】6页(P117-122)【关键词】纳米锥形光纤;传输条件;能量分布【作者】章玲;曾燕;周爱;王利光;陈国庆【作者单位】江南大学理学院,无锡214122;江南大学理学院,无锡214122;哈尔滨工程大学理学院,哈尔滨150001;江南大学理学院,无锡214122;江南大学理学院,无锡214122【正文语种】中文【中图分类】TP2120 引言随着光电子技术飞速发展及光纤的广泛应用，微纳光纤受到越来越多的重视［1］。
而由于锥形微纳光纤的优良独特的性能［1－4］，其应用价值十分可观［5］，但由于尺度微小，光传输和能量分布问题无论是理论上还是实验上都没有完全解决［6－7］，所以对其研究是必要和有意义的。
本文通过对尺度为微纳级的圆锥形光纤的能量分布进行计算模拟和分析，得出了在不同条件下光波在光纤柱体部分及锥体部分传输时的能量变化和分布。
1 模型结构研究的光纤模型为微纳圆锥形光纤，结构如图1所示。
在圆锥光纤部分，光波的传输不同于普通的圆柱形光纤，光线在光纤纤芯和包层界面上的入射角是变化的。
本模型采用的是纤芯直径大小呈线性变化，纤芯折射率设为1.445 7，为了简化计算，而将外层折射率设为1。
图1 圆锥形光纤结构模型Fig．1 Model of conical optical fiber2 计算方法2.1 能量分布在HEvm和EHvm模式下，微纳光纤的特征方程用下式来表述［8］:2.2 归一化频率在微纳光纤中，传输的模场应该满足纤芯与外界环境之间的边界条件，只有在传输模的条件和边界条件都满足的条件下的模式才能传播，而其它的模式会被截止，在这样的情况下引入一个特征参数v。
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锥形微结构光纤基本特性研究[S]
英文题名 Study on the Fundamental Properties of Tapered Microstructure Optical Fibers 专业光学关键词锥形微结构光纤; 有效折射率法; 分布傅立叶法; 色散; 自相位调制; 英文关键词 Tapered microstructure optical fiber; Effective index method; Split-step Fourier method; Chromatic dispersion; Self-phase modulation; 中文摘要锥形微结构光纤是在微结构光纤基础上通过二次处理拉制而成,其微观结构以及锥体形状使其呈现出许多传统锥形光纤不具备的特性。
具有这些特性的锥形微结构光纤在光通信以及光器件等领域具有极大的应用前景。
本文主要从理论上对锥形微结构光纤的基本性质进行了研究,主要内容包括: 首先,介绍了几种数值模拟方法。
详细分析了模拟锥形微结构光纤的全矢量有效折射率法,并且对模拟过程中的关键参数进行了优化。
利用蒙特卡洛方法以及Fortran语言对锥形微结构光纤非线性特征方程进行了求解。
其次,利用全矢量有效折射率法研究了锥形微结构光纤的基本性质,如有效归一化频率、基模在纤芯功率分数、色散以及非线性系数等基本参数。
研究发现锥形微结构光纤两端的结构参数及其形状对其性质有很重要的影响。
利用锥形微结构光纤两端结构参数的差异可以实现多模到单模的转换,高空气填充率的凸型锥形微结构光纤的传输效率较高。
最后,在分布傅立叶法的基础上,建立了适用于锥形微结构光纤的自适应分布傅立叶法,并利用此法对具有不同参数的脉冲在锥形微结构光纤不同色散区的传播和演化进行了模拟。
重点研究并分析了初始脉冲的峰值功率、脉宽以及啁啾系数在不同色散区域对脉冲传... 英文摘要 Tapered microstructure optical fibers based on microstructure optical fiber are drawn by the second processing technology, the microstructure structure in the cladding and the tapered shape have resulted in some unusual properties unattainable with conventional tapered fiber. Therefore, tapered microstructure optical fibers with these unusual properties have great potential applications in many fields, such as optical communication and optical device. The fundamental properties of tapered microstructure opt... 摘要 4-5 Abstract 5-6 第1章绪论 9-
20 1.1 选题的背景及意义 9-10 1.2 微结构光纤 10-
12 1.2.1 微结构光纤简介 10-11 1.2.2 微结构光纤分类 11-12 1.3 锥形光纤简介 12-13 1.4 锥形微结构光纤简介 13-17 1.4.1 锥形微结构光纤的制作方法 14-
15 1.4.2 锥形微结构光纤结构测试方法 15-17 1.5 锥形微结构光纤的应用 17-19 1.5.1 耦合器
17 1.5.2 模式干涉仪 17-18 1.5.3 传感器18-19 1.6 本文的主要内容和结构安排 19 1.7 本章小结 19-20 第2章锥形微结构光纤的数值模拟方法 20-38 2.1 引言
20 2.2 多极法 20-22 2.3 平面波展开法 22-23 2.4 波束传播法 23-25 2.5 全矢量有效折射率法 25-
36 2.5.1 锥形微结构光纤的几何理论 25-
26 2.5.2 等效的阶跃型折射率光纤的特征方程 26-
31 2.5.3 锥形微结构光纤包层有效折射率的计算 31-
35 2.5.4 参数优化 35-36 2.6 本章小结 36-38 第3章锥形微结构光纤基本性质的模拟和分析 38-50 3.1 引言
38 3.2 锥形微结构光纤的形状以及结构对其性质的影响 38-
49 3.2.1 TMOF 的形状以及结构对有效归一化频率的影响 38-41 3.2.2 TMOF 的形状以及结构对纤芯中基模功率分数的影响41-44 3.2.3 TMOF 的形状以及结构对色散的影响 44-
47 3.2.4 TMOF 的形状以及结构对非线性系数的影响 47-
49 3.3 本章小结 49-50 第4章超短脉冲在锥形微结构光纤中的传输50-74 4.1 引言 50 4.2 光脉冲在光纤中的传输 50-
53 4.3 自适应分步傅立叶法 53-56 4.4 超短脉冲在TMOF 中传输的数值模拟和结果分析 56-73 4.4.1 不同色散区脉冲在TMOF 中的传输和演化 60-62 4.4.2 初始脉冲峰值功率对脉冲在TMOF 中的传输特性的影响 62-65 4.4.3 初始脉冲啁啾对脉冲在TMOF 中的传输特性的影响 65-68 4.4.4 初始脉冲宽度对脉冲在TMOF 中的传输特性的影响 68-73 4.5 本章小结 73-74 结论 74-76 参考文献 76-82 2.5.2 等效的阶跃型折射率光纤的特征方程 26-31 2.5.3 锥形微结构光纤包层有效折射率的计算 31-35 2.5.4 参数优化 35-36 2.6 本章小结 36-38 第3章锥形微结构光纤基本性质的模拟和分析 38-50 3.1 引言
38 3.2 锥形微结构光纤的形状以及结构对其性质的影响 38-
49 3.2.1 TMOF 的形状以及结构对有效归一化频率的影响 38-41 3.2.2 TMOF 的形状以及结构对纤芯中基模功率分数的影响41-44 3.2.3 TMOF 的形状以及结构对色散的影响 44-
47 3.2.4 TMOF 的形状以及结构对非线性系数的影响 47-
49 3.3 本章小结 49-50 第4章超短脉冲在锥形微结构光纤中的传输50-74 4.1 引言 50 4.2 光脉冲在光纤中的传输 50-
53 4.3 自适应分步傅立叶法 53-56 4.4 超短脉冲在TMOF 中传输的数值模拟和结果分析 56-73 4.4.1 不同色散区脉冲在TMOF 中的传输和演化 60-62 4.4.2 初始脉冲峰值功率对脉冲在TMOF 中的传输特性的影响 62-65 4.4.3 初始脉冲啁啾对脉冲在TMOF 中的传输特性的影响 65-68 4.4.4 初始脉冲宽度对脉冲在TMOF 中的传输特性的影响 68-73 4.5 本章小结 73-74 结论 74-76 参考文献 76-82 2.5.2 等效的阶跃型折射率光纤的特征方程 26-31 2.5.3 锥形微结构光纤包层有效折射率的计算 31-35 2.5.4 参数优化 35-36 2.6 本章小结 36-38 第3章锥形微结构光纤基本性质的模拟和分析 38-50 3.1 引言
38 3.2 锥形微结构光纤的形状以及结构对其性质的影响 38-
49 3.2.1 TMOF 的形状以及结构对有效归一化频率的影响 38-41 3.2.2 TMOF 的形状以及结构对纤芯中基模功率分数的影响41-44 3.2.3 TMOF 的形状以及结构对色散的影响 44-
47 3.2.4 TMOF 的形状以及结构对非线性系数的影响 47-
49 3.3 本章小结 49-50 第4章超短脉冲在锥形微结构光纤中的传输50-74 4.1 引言 50 4.2 光脉冲在光纤中的传输 50-
53 4.3 自适应分步傅立叶法 53-56 4.4 超短脉冲在TMOF 中
传输的数值模拟和结果分析 56-73 4.4.1 不同色散区脉冲在TMOF 中的传输和演化 60-62 4.4.2 初始脉冲峰值功率对脉冲在TMOF 中的传输特性的影响 62-65 4.4.3 初始脉冲啁啾对脉冲在TMOF 中的传输特性的影响 65-68 4.4.4 初始脉冲宽度对脉冲在TMOF 中的传输特性的影响 68-73 4.5 本章小结 73-74 结论 74-76 参考文献 76-82。