北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
基于全矢量有限元法，在1550 nm波段对掺锗芯光子晶体光纤(PCF)与普通单模光纤(SMF)的熔接损耗进行了理论分析，指出模场失配是造成两者熔接损耗大的最主要因素；进而提取自制的光子晶体光纤实际截面数据，更准确地估计出由模场失配引入的熔接损耗。采用电弧放电熔接技术, 通过反复实验给出了一组优化的熔接参数，并根据自制的光子晶体光纤具有掺锗芯子而采用重焊操作使得包层孔适量缩塌，可以有效地减小两种光纤的模场失配进而降低了熔接损耗，实现了光子晶体光纤和普通单模光纤的低损耗熔接。
光纤光学 光子晶体光纤 电弧熔接 有限元法 模场半径
1 Key Lab of All Optical Network and Advanced Telecommunication Network of EMC, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China
2 Shandong Weifang Huaguang Precision Machinery Co., Weifang 261031, China
Frontiers of Optoelectronics
2009, 2(2): 170
1 全光网络与现代通信网教育部重点实验室， 北京 100044
2 北京交通大学光波技术研究所, 北京 100044
由于接续问题仍然是制约光子晶体光纤(PCF)广泛应用的主要因素之一，以两种自制PCF为例，对不同PCF之间的熔接进行了深入探讨与实验分析。基于一种高效的低损耗熔接方案，将理论计算与实验测量相结合，选取合理的熔接参量对光纤端面模场进行重塑，使两光纤端面模场匹配程度大大提高，从而实现了对称结构与非对称结构PCF之间、以及两种非对称结构PCF之间的低损耗、高强度的熔接。此外，着重分析了非对称结构PCF光纤端面旋转对熔接损耗的影响。结果表明，该影响在很大程度上取决于PCF的结构参量(孔距和孔径)。对给出的旋转非对称结构的PCF，其旋转对熔接损耗影响不大，无需保偏光纤熔接机即可实现高效低损耗接续。
光学设计 光子晶体光纤 电弧熔接 熔接损耗 端面旋转
北京交通大学 光波技术研究所， 北京 100044
应用全矢量有限元法理论分析了普通同轴双芯掺杂结构产生大负色散特性的结构特点和原理，将这种双芯结构引入到光子晶体光纤(PCF)中，并提出一种新型的可实用化的色散补偿光子晶体光纤(DCPCF)结构。该结构由掺氟棒构成较低折射率的环形外芯，而内芯采用纯石英材料以降低由于掺杂过程引入的附加损耗，空气孔采用同一尺寸以简化制作工艺，选用7.5 μm左右的大孔距来获得与普通单模光纤耦合时的模场匹配。通过改变包层中空气孔的孔距、孔径，掺氟区域的大小和掺氟量，可以对光纤的色散特性进行调节。得出在Λ=7.5 μm, d/Λ=0.44, dF/Λ=0.45, nF=1.436788时，在1550 nm附近的色散值在-1240 ps/(nm·km)左右，内芯的模场面积为74.7 μm2。
光纤光学 光子晶体光纤 色散补偿 环芯掺氟 有限元法
北京交通大学光波技术研究所 全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
将修正的矢量等效折射率模型和耦合模理论相结合,系统地研究了光子晶体光纤长周期光栅(PCFLPG)的特性。验证了光子晶体光纤长周期光栅的双谐振峰特性;定量地研究了光子晶体光纤结构参数如空气孔间距、相对孔径比和光栅参数如光栅周期、光栅长度、折射率调制深度和光栅啁啾量对光栅谐振峰强度和谐振波长的影响。研究结果为光子晶体光纤长周期光栅在光纤通信、光纤传感等方面的应用提供了理论依据。
光纤光学 光纤光栅 光子晶体光纤长周期光栅 修正的矢量等效折射率模型 耦合模理论
1 全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
2 北京交通大学光波技术研究所, 北京 100044
提出了一种利用传统电弧熔接机实现光子晶体光纤(PCF)与单模光纤(SMF)低损耗熔接的新方案。方案结合实验测量与理论计算,首先通过改变熔接时间、熔接电流等参量,考察了不同熔接功率对PCF端面气孔结构的影响。由此计算了PCF端面模场分布的相应变化,并根据两光纤端面模场的重叠积分计算了相应的熔接损耗,从而确定出对应低熔接损耗的熔接功率区间。综合考虑熔接强度等要求,反向选取了合理的熔接参量范围,实现了PCF-SMF之间低损耗、高强度的熔接。提出的熔接方案使熔接过程中PCF包层气孔的收缩变化、该变化对两光纤接合匹配度的影响等问题清晰化,克服了以往PCF-SMF熔接中难以设定合理熔接参量的问题,有效地提高了熔接效率和熔接质量。
光子晶体光纤 电弧熔接 熔接参量 气孔结构 低熔接损耗
Author Affiliations
Abstract
Key Lab of All Optical Network and Advanced Telecommunication Network of EMC, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044
We propose a new structure of broadband nearly-zero flattened dispersion highly nonlinear photonic crystal fiber (PCF). Through optimizing the diameters of the first two inner rings of air-holes and the GeO2 doping concentration of the core, the nonlinear coefficient is up to 47 W-1 km-1 at the wavelength of 1.55 \mum and nearly-zero flattened dispersion of \pm 0.5 ps/(nm km) is achieved in the telecommunication window (1460-1625 nm). Due to the use of GeO2-doped core, this innovative structure can offer not only a large nonlinear coefficient and broadband nearly-zero flattened dispersion but also low leakage losses.
光子晶体光纤 高非线性 近零平坦色散 宽带 060.2280 Fiber design and fabrication 060.2270 Fiber characterization 060.4370 Nonlinear optics, fibers Chinese Optics Letters
2008, 6(11): 821
Author Affiliations
Abstract
Institute of Lightwave Technology, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044
The Raman gain coefficients in polarization maintaining photonic crystal fibers (PM-PCFs) are analyzed in order to design fibers for linearly polarized Raman fiber laser with enhanced performances. The results show that a well designed germanium-doped PM-PCF can attain the value of Raman gain coefficient over 50 /(W.km), going with very high birefringence and single mode operation at 1.55-micron signal wavelength and 1.45-micron pump wavelength.
060.0060 Fiber optics and optical communications 060.2420 Fibers, polarization-maintaining 140.3550 Lasers, Raman Chinese Optics Letters
2006, 4(9): 508
