作者单位
摘要
兰州理工大学 理学院,甘肃兰州730050
为解决空分复用通信系统中多芯光纤色散积累的问题,本文利用光子晶体光纤灵活的色散可调性并结合多芯光纤提出了一种C+L波段低损耗色散补偿19芯光子晶体光纤。通过有限元法结合耦合模理论对该光纤色散、芯间串扰、限制损耗及弯曲损耗等各项光学性能进行了数值模拟。结果表明,该多芯光纤在C+L波段实现大负色散的同时,能显著抑制芯间串扰及限制损耗。该光纤在C+L波段内可实现介于-9 572~-13 633 ps/nm/km之间的大负色散及介于2.04×10-5~8.1×10-3 dB/km之间的超低限制损耗。同时在C+L波段该光纤芯间串扰介于-88.96~-33.33 dB/100 km之间,并且弯曲损耗值满足ITU-T建议的G.654光纤在标准光纤尺寸下对19芯光子晶体光纤的要求。因此,该光纤可在基于空分复用技术的多芯光纤通信系统中发挥有效的色散补偿作用。
空分复用 光子晶体光纤 多芯光纤 色散补偿 芯间串扰 space-division multiplex photonic crystal fiber multi-core fiber dispersion compensation inter-core crosstalk 
光学 精密工程
2022, 30(22): 2860
作者单位
摘要
兰州理工大学 理学院,兰州 730050
为探测在近红外和中红外的低折射率物质,提出一种新型的基于D形开环光子晶体光纤的金表面等离子体共振低折射率传感器,并用有限元方法对该传感器的传感性能进行了分析。结果表明该传感器在波长2 020 ~3 036 nm范围内可检测1.18~1.30的折射率;在1.23到1.30的低折射率范围内,该传感器的光谱灵敏度平均值为11 650 nm/RIU;当折射率在1.29到1.30之间变化时,光谱灵敏度和分辨率可分别达到最大值38 800 nm/RIU和2.37×10-6 RIU。该传感器可实现近红外和中红外波段的低折射率检测,在生物医学传感、水环境及湿度检测等领域具有潜在的应用前景。
光纤传感 表面等离子共振 有限元法 光子晶体光纤 低折射率传感器 Optical fiber sensor Surface plasmon resonance Finite element method Photonic crystal fiber Low refractive index sensor 
光子学报
2022, 51(9): 0906007
作者单位
摘要
兰州理工大学 理学院, 兰州730050
基于受激布里渊散射和弹性声学理论,给出了布里渊动态光栅理论模型。基于光纤布拉格光栅理论,采用数值模拟的方法计算了布里渊动态光栅的反射谱,证明了布里渊频移引起的布拉格波长下移等于多普勒频移。计算了泵浦功率为0.1~30 W、脉宽为2~10 ns、单模光纤芯径为8~10 μm时的反射率和光谱宽度。当功率增长到30 W、脉宽达到10 ns时,峰值反射率分别达到2.17×10-6和7.16×10-9;反射谱的光谱宽度随着脉冲宽度的增加而减小,当脉冲宽度为10 ns时,最小光谱宽度为1.2×10-4 nm;当纤芯直径减小到8 μm时,反射率增长到6.64×10-11。计算结果表明,布里渊动态光栅的反射率与泵浦波的功率和脉宽呈正相关,与光纤的纤芯直径呈负相关;反射谱的光谱宽度不受泵浦波功率和纤芯直径的影响,但与脉冲宽度呈负相关。
受激布里渊散射 单模光纤 反射谱 光纤光栅 布里渊动态光栅 Stimulated Brillouin scattering Single mode fiber Reflection spectrum Fiber grating Brillouin dynamic grating 
光子学报
2021, 50(7): 59
Author Affiliations
Abstract
1 School of Architecture & Urban Planning, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China
2 School of Science, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China
In this paper, we describe a new method to improve fast-light transmission, which uses cascades. We design a simple plasmonic device that enables plasmonic-induced absorption (PIA). It consists mainly of two parallel rectangular cavities. The numerical results simulated by using the finite element method (FEM) confirm its function. The corresponding group delay-time can reach –0.146 ps for the PIA window. Based on this result, we propose a cascade device, with the dual-rectangular cavity system as building block, to improve fast-light transmission even more. The results indicate that the cascade scheme can increase the group delay-time to –0.456 ps, which means the fast-light feature is substantially enhanced compared with the non-cascading approach. The effect of the distance between two cascade resonators and other structural parameters is also investigated. Finally, we use this design concept to build a refractive-index sensor with a sensitivity of 701 nm/RIU.
Plasmonic-induced absorption fast light metal-insulator-metal waveguide finite element method 
Photonic Sensors
2020, 10(2): 162
作者单位
摘要
1 兰州理工大学计算机与通信学院, 甘肃 兰州 730050
2 兰州理工大学理学院, 甘肃 兰州 730050
研究了大气衰减、湍流、瞄准误差和空间相关性共同作用的联合效应对大气无线光多输入多输出(MIMO)系统误码率(BER)的影响。利用泊松计数模型和指数相关模型,推导了联合效应下脉冲位置调制(PPM)的最大似然检测准则;采用Wilkinson近似方法推导了大气光MIMO系统BER的上界;仿真分析了联合效应中各因素对大气光MIMO系统BER的影响。结果表明,当大气衰减确定时,空间相关性对系统BER的影响最显著,抖动误差次之,湍流影响最小;当大气衰减变化时,传输距离是影响BER的最重要因素;另外,空间分集对系统性能的改善仅在信道独立时具有较好的效果,信道相关时效果并不明显。
光通信 多输入多输出 误码率 脉冲位置调制 联合效应 
激光与光电子学进展
2019, 56(9): 090602
作者单位
摘要
1 兰州理工大学 理学院, 甘肃 兰州 730050
2 兰州理工大学 计算机与通信学院, 甘肃 兰州 730050
采用全矢量有限元法和分步傅里叶法模拟计算了高非线性光子晶体光纤在近红外光谱区(特别是在850 nm)的飞秒脉冲孤子效应压缩, 提出了一种新的反常群速度色散(β2=-50.698 ps2/km)、小高阶色散和高非线性(γ=268.419 1 W-1/km)二氧化硅芯光子晶体光纤结构, 建立了包含高阶色散和拉曼散射的非线性薛定谔方程, 研究了高斯脉冲在此光纤中传输时, 光纤长度和孤子阶数对脉冲压缩的影响, 分析了光纤中2~5阶色散, 研究表明: 孤子阶数为8时, 品质因子和压缩因子均达到最大, 初始脉冲的峰值功率P0=3 357.8 W, 压缩效果最好; 优化光纤几何和光学参数, 可以得到了高品质因数、小底座的超短光脉冲。
脉冲压缩 光子晶体光纤 孤子 高非线性 pulse compression photonic crystal fiber soliton highly nonlinearity 
红外与激光工程
2019, 48(1): 0103004
作者单位
摘要
兰州理工大学理学院,甘肃 兰州 730050
利用矢量光束传输法研究了温度对填充乙醇六边形折射率引导型光子晶体光纤色散、有效面积和非线性的影响。结果表明:温度对色散平坦区域内的色散影响比较大,而且温度越高,色散平坦区间变宽;在平坦区域的短波长范围,温度对色散的影响变化更大,曲线更平坦;温度在长波长比短波长处对光模场面积和非线性系数影响更大;在平坦区域某一波长处,随温度的增加,色散和非线性系数随着升高。研究结果为设计新型光通信和光传感器件提供了理论参考。
光子晶体光纤 色散平坦 非线性 温度 photonic crystal fiber flattened dispersion nonlinearity temperature 
红外与激光工程
2015, 44(12): 3740
作者单位
摘要
兰州理工大学理学院, 甘肃 兰州 730050
优化设计了一种由两种不同大小的空气孔组合而成的双包层六边形空气孔格点光子晶体光纤,并研究了该类光纤的几何参数对色散的影响。结果表明调节包层中空气孔的大小及孔间距,可以容易调节色散及低色散带宽、非线性等性能。优化设计可以得到在C和L波段近零平坦的色散,其色散变化为(0±1.8) ps·km-1·nm-1。
光纤光学 光子晶体光纤 色散平坦 双包层 
光学学报
2015, 35(s1): s106002
Author Affiliations
Abstract
Applicability of the angular properties of scatter elements as a tool to achieve improved slow light performance with small group velocity dispersion and large bandwidth in photonic crystal waveguides is investigated. A polyatomic photonic crystal waveguide, including two scatter elements with different geometrical shapes in each primitive cell, is proposed to investigate the feasibility of our method. Numerical results show that a versatile control of the dispersion relation of slow light modes, with large normalized delay-bandwidth products ranging from 0.2085 to 0.3394, can be obtained using a unique geometrical parameter.
230.5298 Photonic crystals 250.5530 Pulse propagation and temporal solitons 160.5293 Photonic bandgap materials 
Chinese Optics Letters
2012, 10(12): 122301

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