燕山大学 河北省测试计量技术及仪器重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
根据光纤传输理论建立了偏芯光纤理论计算模型.采用保角变换方法将偏芯光纤不对称的三层结构转换成同轴对称的三层结构, 得到关于传播常量的特征方程, 给出了偏芯光纤弯曲损耗公式.仿真分析了偏芯光纤弯曲损耗和弯曲半径之间的关系, 结果表明当弯曲半径达到3 mm时, 弯曲损耗几乎为零, 同时得到弯曲损耗随偏芯距离的变化关系.运用Rsoft软件中的BeamPROP模块建立偏芯光纤弯曲的光学模型, 模拟仿真了弯曲的偏芯光纤中模场分布情况.仿真结果表明, 偏芯光纤的弯曲方向与纤芯偏移中心轴线方向相同的弯曲损耗小于反方向的弯曲损耗.
偏芯光纤 弯曲特性 保角变换 传播常量 偏芯距离 Eccentric core optic fiber Bending characteristics Conformal mapping Propagation constant Eccentricity distance BeamPROP BeamPROP
1 哈尔滨工业大学 能源学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
通过求解电磁波束包络方程和能量方程的耦合方程组, 考虑温度对材料介电系数的影响及传输损耗产热的耦合作用, 求解了复合热边界条件下光纤的基模态传输和损耗问题。研究表明: 随着纤芯半径的增大, 电场强度、能量耗散密度减小, 传播常数增大; 环境温度降低、对流换热系数增大和表面发射率升高都会使得传播常数减小, 电场强度、能量耗散密度增大; 能量耗散密度和电场强度随截面曲率的变化并不是线性的, 还受到其他因素的共同作用。
光纤基模态 传播常数 能量耗散密度 热光耦合 base-mode transmission propagation constant power dissipation density coupled thermal-optical effects
中山大学 光电材料国家重点实验室，广州 510275
根据光波导理论，采用数值方法分析了单模锥形光纤锥区传输常数和光场分布的变化情况.采用分步傅里叶法数值求解广义的非线性薛定谔方程，对超短脉冲在锥区的传输演化进行了研究.结果表明:传输常数沿拉锥方向缓慢减小，在拉锥末端迅速减小; 在拉锥初始阶段，能量主要集中在纤芯中，“转换点”之后能量在纤芯和包层中重新分布，光强在拉锥末端变强; 脉宽小于80 fs的超短脉冲沿锥区传输时，沿拉锥方向，脉冲不断展宽，而当脉宽大于80 fs时，脉冲展宽不明显.
导波与光纤光学 传播常数 光场传输 超短脉冲 Guided wave and fiber optics Propagation constant Optical field propagation Ultra-short pulse
1 德州学院 物理系,德州 253023
2 山东大学 信息科学与工程学院,济南 250100
3 山东大学 物理与微电子学院,济南 250100
根据光在各向同性吸收介质中传播的分析方法,引入了波法线矢量传播常量,讨论了水平极化光在单轴吸收晶体中的传播规律,得到了波法线折射率、光线折射率、吸收系数等描述吸收晶体性质和光传播性质的物理量的表达式,推导出透明晶体的相应公式.数值计算表明,由该法得到的晶体表面的反射和透射系数与用复折射率表示法得到的结论一致.
水平极化光 吸收晶体 矢量传播常量 复折射率 Parallel polarization light Absorption crystal Vector propagation constant Complex refractive index
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室,长春 130033
2 中国科学院 研究生院,北京 100049
为了推导多模光纤弯曲损耗与弯曲半径、环境温度的关系,采用了WKB法求解非均匀直光纤的传播模数,并将弯曲光纤的有效折射率、弯曲光纤截止传播常数和光纤的热光效应同时引入到非均匀直光纤有效传播模数中。利用多模光纤进行实验验证,研制出测温灵敏度为0.1/℃、测温范围为10℃~70℃的光纤温度传感器。结果表明,弯曲损耗随弯曲半径的增大而减小,随环境温度的升高而减小,可以利用弯曲损耗测量环境温度。
光纤光学 光纤温度传感器 WKB法 有效折射率 截止传播常数 有效传播模数 弯曲损耗 fiber optics optical fiber temperature sensor WKB method effective refractive index cut-off of propagation constant effective number of modes bending loss
中国人民解放军空军工程大学导弹学院制导雷达工程系,陕西,三原,713800
基于严格的电磁场理论,给出了一种新的分析平面传输线传输特性的空域及谱域的稳定变分公式. 该公式仅以槽口切向电场为未知参量,适用于各种开放和屏蔽的平面和共面传输线传播常数的计算. 该方法推导简单、计算速度快. 槽线计算结果和谱域法计算结果吻合较好.
平面传输线 传播常数 变分公式 槽线. planar line propagation constant variational formula slotline.
应用量子力学的超位力定理(HVT)和赫尔曼费恩曼(Hellmann-Feynman)定理 (HFT),导出了用微扰法计算渐变折射率平面波导传播常数各级近似值的代数递推公式,并给出了由传播常数近似值计算模场近似表达式的代数公式.计算了几个典型实例.此法的特点是便于直接计算任意级近似的传播常数及模场分布,且可推广到二维波导的计算.
渐变折射率波导 传播常数 模场 微扰方法 代数递推公式
对于聚合物电光波导, 依据理想光波导耦合 理论的微扰理论, 推导传播常数和损耗系数的近似表达式, 从而将求解本征值的复杂复数 运算简化成简单实数运算。 数值计算表明, 这些近似解与正确解很好相符。 给出的近似 公式和特征曲线可供聚合物电光波导及其器件的设计和制备作参考。
聚合物电光波导 微扰波导 传播常数 损耗系数
1 国防科学技术大学应用物理系, 长沙 410073
2 国防科学技术大学航天技术系, 长沙 410073
3 广州第一军医大学医学工程系, 广州 510515
将条形传递函数方法引入矩形介质光波导传播特性的分析计算。从标量波动方程的变分表达式出发,推导和建立了条形传递函数方法的基本方程和两种应用模型。作为算例,给出了阶跃型折射率分布矩形介质光波导的数值计算结果,并与其它方法进行了比较,表明了此方法的精度及对光波导问题的适用性
光波导 传播常数 条形传递函数方法
用差分方程法和直接积分法求扩散型平面光波导问题的解, 得到了有10位有效数字的传播常数。 证明在此问题上, 差分方程法的简单计算比有限元法和其它方法更为优越。 它是用自洽场法解通道光波导问题的数学基础之一。
扩散型平面波导 传播常数 有限元法
