新型特種光纖及其相關(guān)器件的研究.pdf

1、特種光纖及其相關(guān)器件在光通信、傳感、材料加工和軍事等領(lǐng)域有著廣泛而重要的應(yīng)用。本論文在國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863)項(xiàng)目“稀土摻雜光纖”和“新型特種光纖”的支持下，對(duì)摻鉺保偏光纖、摻鉺微結(jié)構(gòu)光纖和長(zhǎng)周期光纖光柵等進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，獲得以下創(chuàng)新性成果： 1.提出一種新型的制作熊貓型摻鉺保偏光纖預(yù)制棒的方法-U型槽嵌入法，此方法制作工藝簡(jiǎn)單，易于操作，而且成品率高。采用新型石墨電爐加熱的MCVD法結(jié)合溶液摻雜技術(shù)制作摻鉺芯棒。

2、 2.綜合考慮光纖的截止波長(zhǎng)、模場(chǎng)直徑、背景損耗和雙折射等性能指標(biāo)，優(yōu)化設(shè)計(jì)了熊貓型摻鉺保偏光纖的結(jié)構(gòu)參量。據(jù)此優(yōu)化參量，利用U型槽嵌入法試制出高吸收系數(shù)高雙折射的熊貓型摻鉺保偏光纖。所研制的纖芯共摻鉍鎵鋁鉺的保偏光纖在波長(zhǎng)1530 nm處的吸收系數(shù)高達(dá)58 dB/m；外徑為125μm的摻鉺保偏光纖的雙折射達(dá)到4.8×10<'-4>；在1200 nm處的背景損耗小于15 dB/km。 3.給出了一種準(zhǔn)確高效的模擬摻鉺光纖

3、放大器的算法-改進(jìn)的平均粒子數(shù)反轉(zhuǎn)度迭代算法；采用此算法結(jié)合有限元法研究了摻鉺微結(jié)構(gòu)光纖放大器的性能。利用有限元法數(shù)值分析了空氣孔對(duì)摻鉺微結(jié)構(gòu)光纖的截止波長(zhǎng)、重疊積分因子和模場(chǎng)直徑的影響。綜合考慮摻鉺光纖的截止波長(zhǎng)、放大器的增益系數(shù)和與普通單模光纖的熔接損耗等，優(yōu)化設(shè)計(jì)了摻鉺微結(jié)構(gòu)光纖的結(jié)構(gòu)參量，并與普通摻鉺光纖的性能進(jìn)行了比較。 4.基于標(biāo)量近似和耦合模理論系統(tǒng)深入地研究了振幅掩模紫外寫入的長(zhǎng)周期光纖光柵的特性。理論推導(dǎo)出輻射