一、基于平方律和阶跃型纤芯折射率分布下光纤模场半径的数值分析（论文文献综述）
关佩红[1]（2021）在《非对称少模光纤布拉格光栅模式转换特性的研究》文中研究说明近年来随着光纤通信业务量的快速增长,基于少模光纤（Few-mode Fiber,FMF）的模分复用技术由于可以大幅度提升光通信的传输容量而引起人们广泛关注。在模分复用系统中,模式转换器（Mode Converters,MCs）作为关键性器件,可以将一个特定的模式转换为其他模式。其中,基于少模光纤布拉格光栅（Few-mode Fiber Bragg Grating,FM-FBG）的MCs可以实现前向模到相位匹配的后向模的耦合,并且具有制作工艺成熟、结构简单、操作灵活、应用范围广以及损耗低等一系列优点。本文针对非对称FM-FBG中模式的激励以及模式的转换特性进行了研究,主要研究内容如下:（1）研究了基于阶跃型光纤以及自制FMF的FM-FBG的标量模式转换特性。分别在LP01与LP11的模式激励下,探究衰减系数α、光栅长度L以及光栅幅度函数χ（z）对模式转换的影响。结果表明通过优化α可以进一步提高交叉耦合的模式转换效率。（2）在UV单侧照射的情况下,利用相位掩模法在自制FMF上写入了不同的FM-FBG。首先在LP01模式的激励下,提出一种确定UV单侧曝光下FM-FBG折射率调制分布的横向非对称性（以α表征）的方案,这种非对称性可以实现不同角向阶数模式之间的转换。结果得到实验中α的值约为0.2μm-1,以及当移动速度为0.2mm/s时χ（z）为2.8×10-4。并通过优化α(0.16μm-1)实现LP01-LP11较大的模式转换效率。其次通过错位熔接法实现LP01与LP11模式同时被激励。（3）研究了基于空气环芯光纤以及反抛物线型光纤的FM-FBG的矢量模式转换特性。分别在HE11与HE21的模式激励下,分析了非对称FM-FBG中α对矢量模转换的影响。结果表明不同结构的光纤α的最优值不同,对于空气环芯光纤的FM-FBG,交叉耦合的模式转换率在α为0.4μm-1处达到最大;而对于反抛物线型光纤的FM-FBG,α的最优值为0.3μm-1。基于FM-FBG的MCs在模分复用技术中有着重要的意义,当光栅具有非对称折射率调制分布时可以实现不同角向阶数模式之间的转换。本文的研究及结论在少模光纤器件以及模分复用光通信的领域具有潜在的应用。
谢艳秋[2]（2021）在《少模掺铒光纤放大器的模式串扰特性研究》文中研究指明单模光纤通信系统的信道容量受限于非线性香农极限,空分复用技术被认为是进一步提升数据传输容量的有效方法。少模掺铒光纤放大器作为空分复用技术的典型代表之一,已成为长距离模分复用系统中必不可少的关键器件。本文研究少模掺铒光纤放大器的模式串扰特性,主要工作内容和创新点如下:1.以传输光纤为参考,将少模掺铒光纤的增益及其折射率变化视为微扰,建立了少模掺铒光纤放大器的模式耦合理论,特别适用于分析不同光纤连接所导致的模式串扰以及差模增益对模式串扰的影响。推导了模式串扰的解析表达式,通过数值计算验证了解析表达式的正确性。2.研究了少模传输光纤与少模掺铒光纤熔接时模场不匹配所导致的串扰特性,可用有效模式失配因子（Δβκ）、模式耦合系数（κ12）以及耦合长度（Lc）表征。研究表明,当|Δβκ/κ12|≥10或者κ12Lc≤0.2时,信号模式串扰小于-20dB。也分析了最大模式耦合效率与不同光纤连接损耗之间的关系。3.研究了少模掺铒光纤放大器增益特性对模式串扰的影响,计算表明,降低差模增益有助于抑制少模掺铒光纤放大器的模式串扰,换句话说,可以容忍有源光纤更大的增益耦合或折射率扰动。当DMG=2dB时,两模信号的模式串扰都低于-20dB的条件分别变为|△βκ/g12|≥11.3或者g12Lc≤0.17,其中g12为增益导致的模式耦合系数。4.分析了基于模式选择光子灯笼的少模掺铒光纤放大器的模式串扰来源,主要包括光子灯笼的功率转移（或串扰）和增益光纤部分的串扰,它们分别通过实验测量和仿真计算得到。仿真表明,DMG=2dB时,长度为3m的增益光纤部分所导致的简并模间串扰小于-36dB。针对基模增益为20dB、DMG为2dB的三模掺铒放大器,分析了模式信号的串扰过程,并根据掺铒光纤部分和光子灯笼的模式功率转移矩阵,计算出LP01、LP11a和LP11b三个模式的输出信串比分别为7.76dB,6.79dB和2.70dB。该模式串扰分析方法也适用于其他结构的少模掺铒光纤放大器或模式复用系统。
席涛[3]（2020）在《孔助少模光纤特性及应用研究》文中研究指明光纤作为光的传导工具,由于其损耗低、质量轻,抗干扰能力强及成本低等特点,已经从传统的光通信扩展到工业的各个领域并且在一些高端产业起到不可代替的功能。目前,微结构光纤针对其自身性能衍生出一批高性能,多参量测量的光纤器件。目前基于空气孔辅助的光纤得到研究人员的广泛关注,空气孔辅助光纤制备的光纤传感器对高温,高压及二维弯曲等传感特性就有较高的灵敏度。本课题主要研究了空气孔辅助的少模光纤包层内空气孔的数量、位置对于光纤传输特性的影响,以及基于三孔光纤制备长周期光纤光栅的制备方法和对其应力、扭转、温度、弯曲、折射率等传感特性测量。针对孔助少模光纤的耦合机制和传感特性,我们从理论和实验方面对其做出一系列的探究工作:1.利用Matlab和Comsol等仿真软件,构造孔助少模光纤模型,研究其导光机制。同时对于孔助少模光纤包层内内空气孔数量和间距对其光束传输特性的影响进行分析,包括模场直径、电场分布、有效折射率等;2.搭建压力辅助二氧化碳激光写直法的光纤光栅制备平台,该装置可通过控制外源性气压泵来实现周期性形变光纤光栅的制备。3.利用压力源向孔助少模光纤内充气的同时激光器周期性放光加热熔融光纤,制备成膨胀性光纤,两端焊接普通单模光纤形成膨胀型长周期光纤光栅,并且对温度,扭转,弯曲,轴向应力等外界环境参量进行了实验验证。4.利用真空气压源对孔助少模光纤抽气,使光纤空气孔内处于负压状态,激光器周期性放光加热制备塌缩型光纤,光栅两端焊接普通单模光纤形成塌缩型长周期光纤光栅,并且对轴向应力,弯曲,温度、扭转和折射率等外界环境参量进行实验研究。本文主要对实验室自制的孔助少模光纤光栅进行理论分析,同时,基于三孔少模光纤制备了塌缩型长周期光纤光栅和膨胀型长周期光纤光栅,通过实验来验证了两种不同类型光栅对于环境参量的响应,验证了该类型的光栅可作为不同类型的传感器,广泛应用于光纤传感和光纤通信领域。
刘娥贤[4]（2020）在《新型光子准晶光纤基本光学特性及其OAM传输特性研究》文中提出光子准晶光纤是继光子晶体光纤之后又发展起来的一种新型微结构光纤,其晶格结构呈现旋转对称性与长程有序性,但不具备平移对称性,其中每个格点对模式作用均不相同。相对于光子晶体光纤,其结构自由度更高,模式调控方法更灵活,缺陷模式更丰富,在优化色散、限制损耗及非线性系数等传输特性方面具有更大优势,在光通信、光学测量及高功率激光器等应用领域表现出很大潜力。另外,环形芯光子准晶光纤可实现轨道角动量的稳定传输,在低损耗、高容量及高效率光纤通信中体现出优势,对拓展光波新型复用技术,以及解决现代通信网络对信息传输容量与速率持续增高的问题,具有重要的实际应用价值。本论文在对石英基光子准晶光纤结构参量与传输特性的变化关系的深入研究基础之上,提出与分析了面向光纤通信及高功率激光器相关应用的特种光子准晶光纤,深入讨论了光子准晶光纤设计方法、传输机制与传输特性,以期望能为光子准晶光纤相关物理特性分析与制备应用方面提供理论指导。本论文研究创新成果主要体现在以下几个方面。（1）仿真得到了双包层及旋转重数结构参量与光子准晶光纤传输特性的定性关系。研究表明,当内包层空气填充比大于0.65时,限制损耗出现跳跃变化规律且最大波峰数值与入射波长呈现指数函数关系。光纤色散与内包层空气填充比呈现先减小后增大的变化规律,在填充比为0.25左右时色散值最小。有效模场面积与内包层圈数呈现递增关系,但仅适用于一定的填充比变化范围,否则,有效模场面积基本不变。另外,光纤旋转重数与统一气孔条件下孔径最大值呈现一定函数关系,对光纤基模传播常数、电场分布、色散、有效模场面积及限制损耗等传输特性有明显的调控作用,可作为一个新的结构自由度优化光纤传输特性。选定主流的六重旋转重数,光子准晶光纤实现无截止单模传输所需的空气填充比达到0.575,高于光子晶体光纤近30%。（2）提出了一种宽波段、超平坦近零色散、低损耗及大模场面积双包层光子准晶光纤。在波长λ∈[1.27μm,1.67μm]近400 nm带宽范围内,获得了0.014±0.293ps/nm/km平坦近零色散,工作带宽基本涵盖所有通信窗口。在通信波长1.55μm处,限制损耗低于1.8×10-4d B/km,有效模场面积高于25.7μm2。研究表明,该光纤在3%的制备误差下设计的特性（色散、限制损耗及有效模场面积）波动甚微且可接受,呈现良好的容差能力。其次,以增强光子准晶光纤抗弯曲特性为目标,基于梯度孔径结构提出一种低弯曲损耗、单模传输及大模场面积Sunflower型光子准晶光纤。在较大弯曲程度下（弯曲半径为R=15 cm）,该光纤仍能保持低于8.04×10-3d B/km的弯曲损耗及高于1105μm2的模场面积。研究显示,外大内小的梯度孔径结构可有效抑制处于较大弯曲程度状态下光纤基模的偏离并能保持单模传输。（3）提出了一种双包层环形芯Stampfli型OAM光子准晶光纤。在大于200nm带宽内实现了6个OAM模式（8个信号承载通道）的稳定传输。优化环形芯结构参数,LP标量模组中同阶矢量模之间的有效折射率差可调升至10-2,有效避免了OAM模式之间耦合与相互串扰。研究显示,在所有通信窗口E、S、C、L及U内,多数OAM模式可保持平坦色散及较低限制损耗,且容差能力良好。结果表明,更高阶OAM模式存在更大色散值的问题。为解决此问题,提出了一种阶数可控的OAM模式色散补偿双芯Sunflower型光子准晶光纤。对于HE31模式,在波长1.55μm处,实现了高于-3039.45 ps/nm/km的负色散及高于2.15×10-3的有效折射率差,调整光纤结构参数,可实现对其它OAM模式的色散补偿。
陶洪[5]（2020）在《基于少模长周期光纤光栅的矢量模转换特性研究》文中指出长周期光纤光栅具有低后向反射、低串扰、低插入损耗、体积小、兼容于光纤和制备工艺简单等优点,在光纤通信系统中被广泛应用。长周期光纤光栅能够激励基模向同向传输的高阶模耦合,近年来,为了实现模分复用系统中的模式转换,基于少模长周期光纤光栅的模式转换方法得到极大的关注和发展。论文基于光纤光栅全矢量耦合模理论,针对基模HE11到高阶纤芯矢量模式(TE01、TM01和HE21)的转换特性进行了研究,主要内容如下:1.研究了阶跃型少模机械微弯长周期光纤光栅（Micro-bend long period fibergrating,MBLPFG）的矢量模式耦合特性,探究机械MBLPFG的光栅周期、微弯幅度、光栅长度以及耦合系数对矢量模式耦合的影响。结果表明,耦合系数与微弯幅度成正比,通过施加压力改变光纤的微弯幅度可以有效调谐光栅矢量模式耦合强度。2.提出基于反抛物线型少模机械MBLPFG的矢量模式转换方法。结果表明,反抛物线型少模机械MBLPFG在微弯幅度、光栅长度以及耦合系数上与阶跃型少模机械MBLPFG有类似的特性。但与阶跃型少模光纤相比,反抛物型少模光纤支持矢量模式简并分离,基于此光纤的机械MBLPFG可以在特定波长处激发特定的高阶矢量模式(TE01、TM01和HE21),基模向高阶模式转换的谐振波长间隔大于60nm,并且谐振波长的调谐范围可达100nm。3.研究了基于环形光纤的倾斜长周期光纤光栅（Tilted long period fiber grating,TLPFG）的矢量模式耦合特性,分析了倾斜角度、幅度函数、光栅长度以及耦合系数对模式转换的影响。结果表明,该光栅可在不同波长处实现基模到特定的高阶矢量模式(TE01,TM01和HE21)的转换,波长间隔大于150nm。随着光栅长度的增加,模式转换经历了欠耦合、满耦合和过耦合的过程。随着幅度函数的增大,模式间发生过耦合,转换效率先增大后减小,同时谐振波长蓝移。倾斜角度在模式转换中起着关键作用,当倾斜角度为84°附近时,可获得最大的模式转换效率。论文研究了少模长周期光纤光栅的矢量模式转换特性,对设计以及制造基于少模长周期光纤光栅的模式转换器具有一定指导意义。所提出的基于反抛物线型少模光纤的机械MBLPFG和基于环形光纤的TLPFG在矢量模式复用、涡旋光束生成以及轨道角动量（Orbital angular momentum,OAM）复用中有潜在的应用价值。
陶润夏[6]（2020）在《光纤波导中矢量光场的数值模拟及产生》文中研究指明涡旋光束是指在光场中心具有孤立奇点的光束,通常为空间上的相位奇点或偏振奇点,因此光场的强度表现为中空的环形分布。对于携带相位奇点的涡旋光束,由于其具有螺旋前进的位相exp（ilφ）,且光束中的光子均携带轨道角动量ln,我们称其为轨道角动量（OAM）光束。由于其拓扑荷数l理论上可取任意整数,因此其在光通信以及量子信息等领域有巨大的发展潜力。对于携带偏振奇点的光束,由于其光束截面上的偏振分布呈柱对称的形式,因此我们称之为轴对称偏振光束,也叫柱矢量光（CVBs）,其中得到最广泛研究的的主要是角向偏振光和径向偏振光,这两种光束由于其特殊的偏振分布,在使用透镜聚焦时会呈现特殊的聚焦光斑,因此在表面等离子体激发、激光加工等领域有重要的应用价值。而这两种光束都具有环形的光场分布,因此在粒子操纵方面都有潜在的应用前景。之前的研究中,有很多的方法可以产生轨道角动量光和柱矢量光。对于轨道角动量光,主要可以由柱透镜组、螺旋位相片、空间光调制器产生;对于柱矢量光,主要可以由各向异性晶体、半波片组、亚波长光栅以及空间光调制器产生。相比于这些空间光器件,在光纤中产生轨道角动量光和柱矢量光具有更高的效率和更高的模式纯度,并且全光纤的结构更易于集成。由光纤的模式理论,在弱导近似下的光纤的本征解有LP01模式、LP11模式等,其中线偏LP11模式对应了四个简并的矢量模式,即TE01模式、TM01模式以及HE21模式的奇模和偶模;其中TE01模式为角向偏振光,TM01模式为径向偏振光,这两个模式则为通常所说的柱矢量光;而HE21模式的奇模和偶模以±π/2的位相差叠加则可以得到轨道角动量光。因此只要通过合适的方法使光纤中的基模LP01模式耦合到高阶模LP11模式,再通过控制位相或偏振就可以得到轨道角动量光和柱矢量光。本文中,我们介绍了轨道角动量光和柱矢量光的数学模型、光学特性、应用领域以及产生方法和检测方法。从光纤的模式理论以及耦合模理论出发,分析了光纤光栅和模式选择耦合器的耦合理论,建立了相关的数学模型。基于模式选择耦合器和光纤布拉格光栅设计了直腔结构的全光纤激光器输出连续的轨道角动量光。利用有限元方法分析了旋光光纤的模式,证明了其本征模式携带有轨道角动量。设计了宽谱的长周期光栅,搭建了基于非线性偏振旋转的锁模激光器,实现了柱矢量光的脉冲输出。最后我们理论上设计了 1.0μm波段的柱矢量模式的色散管理光纤。本文的主要工作和研究成果如下:1.根据模式选择耦合器的原理,设计并制作了实现LP01模式和LP11模式转化的模式选择耦合器,其转化效率理论上可以达到百分之百。并利用少模光纤布拉格光栅作为激光器的输出耦合端,搭建了 1.0μm波段的全光纤轨道角动量光激光器,其输出斜率效率为15.7%,其阈值为84mW。通过缠绕法计算的模式纯度经达到了 94.7%。2.分析了旋光材料光纤的模式特性,其所有的本征LPmn（m≠0）模式中的简并矢量模式均携带m阶轨道角动量。3.设计并制作了透过谱宽为125nm且模式转化效率大于93.7%的长周期光栅,并利用沉积有金箔的跳线头作为输出耦合端避免对输出光谱的窄化,同时利用3端口的环形器和起偏器的结合以及两个偏振控制器实现了脉宽为168 ps、重频为9.83 MHz的NPR柱矢量锁模脉冲的输出。并且输出的柱矢量模式纯度均高于95%。4.设计了空气芯金属包层光纤,利用有限元方法研究了不同空气芯半径、导波层厚度及金属包层厚度对光纤群速度色散的影响,其TE01模式的总色散在1.06μm处可以达到-700 ps2/km;对于TM01模式,计算了无金属包层的光纤,其在1.06μm处的群速度色散可以达到-300 ps2/km。本论文的创新点:1.利用模式选择耦合器和少模光纤布拉格光栅实现了 1.0 μm波段的全光纤激光器,输出了高效率、高纯度的轨道角动量光2.理论上证明了旋光光纤的本征模式携带轨道角动量,为实现轨道角动量光提出了一种新的方式。3.设计并制作了高效的宽谱长周期光栅,结合非线性偏振旋转实现了宽谱的柱矢量锁模脉冲输出。由于整个激光器结构仅有两个偏振控制器,其中一个兼负柱矢量模式的调整以及NPR的实现,因此结构相比于一般的NPR柱矢量激光器更为简单,且方便调节。4.设计了空气芯金属包层光纤使TE01模式具有较大的负群速度色散;计算了无金属包层情况下TE01模式和TM01模式的群速度色散。为实现飞秒量级的柱矢量脉冲提供了色散管理的思路。
霍加磊[7]（2019）在《异质螺旋包层大模场单模光纤的设计、制备与性能研究》文中认为由于非线性效应产生的阈值功率与光纤的有效模场面积成正比关系,因此目前解决光纤激光器功率密度提升过程中面临的非线性效应、光学损伤等问题的最直接就是采用大模场面积光纤。本文通过调研目前常见的大模场光纤,提出了异质螺旋包层大模场光纤结构,通过COMSOL Multiphysics软件对该光纤的仿真分析;设计并制备出掺钕磷酸盐异质螺旋包层大模场光纤,对光纤的性能进行了一系列的测试,同时完成光纤放大器的实验研究。1、通过COMSOL Multiphysics软件进行了光纤理论仿真,主要利用有限元法展开;介绍了笛卡尔坐标系与传统PML,并通过理论推导实现了到螺旋坐标系与螺旋PML的转换,进而实现了将该光纤三维模型简化为二维模型,从而将复杂的问题简化,使计算与分析过程更加简单快速;详细介绍了本文设计的光纤结构,演示了使用COMSOL Multiphysics软件的二维建模过程;分别研究了纤芯芯径尺寸、螺距、高折射率包层尺寸对光纤限制损耗的影响,同时研究了光纤的模场面积特性。2、进行光学玻璃的设计与制备。探究了大块玻璃材料的制备工艺,并制备了大块激光玻璃、大折射率包层玻璃与小折射率包层玻璃,并测试了激光玻璃材料的一系列性能指标:透过光谱、吸收光谱等,并计算了激光玻璃中羟基OH-羟基含量。为后续的光纤拉制奠定了夯实的基础。3、根据光纤结构,利用已制备的纤芯激光玻璃与包层玻璃展开异质包层光纤预制棒的制备,并完成异质螺旋包层光纤的拉制,成功制备了不同半径、不同螺距的大模场光纤;对光纤的受激辐射光谱、吸收与损耗进行了测试,得到了光纤的性能数据,并分析了光纤损耗较大的主要原因;进行了光纤放大器的设计,得到了很明显的光信号放大效果。
陈宫傣[8]（2020）在《纤维集成光器件的热扩散方法研究》文中研究表明光纤器件一直以来都是光纤通信技术和光纤传感技术中的研究热点。将多条光路或多个功能单元集成于一根光纤的纤维集成光器件侧重于纤维集成,具有结构紧凑、功能多样以及便于与现有光纤网络相连等优点,在全光网络的构建中具有不可替代的重要作用。光纤热扩散技术是实现纤维集成光器件的重要方法之一,具有适用范围广、操作简便、保持光纤外径尺寸和良好机械强度等优点,有利于发展功能复杂的新型纤维集成光器件。光纤热扩散研究通常局限于较低程度热扩散,缺乏更加深入细致的探讨。光纤热扩散在光纤轴向以及径向两个自由度上诱导的折射率变化能够在光纤内部构建复杂的、平缓过渡的三维折射率结构,从而实现光场变换、模场耦合、光路交互和模场适配等功能。本文探讨了光纤热扩散技术在纤维集成光器件领域的应用潜力,主要通过仿真分析的方式研究了基于光纤热扩散技术的模场适配器、光纤微透镜和多芯光纤分路器。本论文主要包括以下研究内容:1.理论推导了光纤中掺杂物质在高温条件下的热扩散过程,并进行了仿真结果验证。在维持光纤外径尺寸不变的情况下,由于内部掺杂物质的热扩散运动,光纤折射率分布逐渐演变为高斯函数形式。单根光纤的热扩散效果表现为传输模场的扩展,多段光纤的热扩散效果表现为在光纤内部构建复杂的、平缓过渡的三维折射率结构。足够缓变的梯度温度场中,热扩散重塑的三维折射率过渡区可以实现光纤内传输模场的绝热转变。以多种光纤为例展示了光纤折射率分布的热扩散演变过程。2.利用光纤热扩散技术,提出一种三明治结构的模场适配方案,可实现各种特种光纤与普通单模光纤之间的超高效率基模场适配。双包层光纤作为桥接光纤用于连接特殊模场光纤与单模光纤。双包层光纤经过专门的参数设计,一方面,双包层光纤与单模光纤的基模场几乎完全一致;另一方面,经过适度的热扩散后,桥接双包层光纤与待适配特殊模场光纤的折射率分布实现匹配。掺杂剂热扩散在光纤内部构建平缓变化的三维折射率过渡区。热扩散区域以特殊模场光纤-双包层光纤熔接点为中心,特殊模场光纤的基模场通过该过渡区绝热地转变为双包层光纤的基模场（等同于单模光纤的基模场）。3.提出了使用简单阶跃折射率光纤制备梯度折射率光纤微透镜、微透镜组和微透镜阵列的方案。阶跃折射率多模光纤经过适度热扩散后能够等效于梯度折射率光纤,以此为基础制备正径向梯度热扩散光纤微透镜,等效于自聚焦光纤微透镜。另一种反径向梯度折射率分布的热扩散光纤微透镜能够用作光纤微凹透镜。热扩散光纤微透镜为纤维集成光器件尤其是全光纤器件的制备提供了更多光纤微透镜解决方案。4.构建了梯度折射率双透镜系统,将同轴传输、相隔很近的多芯光纤各个纤芯通道的光同轴分离,并分别耦合到独立的多根单模光纤中,可实现低损耗、低串扰的多芯光纤分路器。分别用光束传输法和光线传输矩阵模型验证了双芯光纤和单模光纤之间的高效分束连接。微调透镜间隙能够对光学组件参数失配进行补偿,同轴组装有利于结构紧凑、操作简便的多芯光纤分束器制备。
田优梅[9]（2019）在《全正色散硫系光纤及其相关性能的研究》文中指出中红外超连续谱（SC）光源因其在红外光学相干断层扫描（OCT）,计量学和非线性光谱等领域的潜在应用而引起了广泛关注。SC在诸多领域的应用要求其具有较高的相干性,而在正常色散区泵浦可实现SC谱的高相干性。目前,对于全正色散光纤的研究已涉及到各种结构与材料,而硫系玻璃透过范围较宽,是实现全正色散分布的理想光纤。本文提出了一种具有W型折射率分布的双包层结构Te基硫系玻璃光纤。基于Ge-As-Se-Te（GAST）玻璃,光纤结构参数通过详细的数值分析进行研究。由于它们的材料ZDW较大,在这种Te基玻璃光纤中易于实现全正常的色散分布。仿真结果表明,经过结构参数优化后的双包层Te基玻璃光纤可以实现中红外工作波段全正常色散分布。在数值研究基础上,采用多次挤压法制备了优化的Te基硫系玻璃光纤,具有全正常色散分布。在5μm处,对19 cm长的光纤用超短脉冲（150 fs,1 k Hz）泵浦可产生覆盖1.511μm的宽带SC,再通过数值模拟研究了SC的相干性能。结果表明,在这种全正常色散光纤中可以产生3.510.5μm的高相干SC。本文调研了全正色散光纤色散特性,对大材料零色散点的GAST硫系玻璃光纤进行组分优化,改善双包层光纤结构参量以调节色散,设计了一种新型的色散可调的双包层光纤,并对其性能进行了进一步的测试研究。首先,简要概述了近年来关于全正色散硫系光纤的研究成果及应用发展,分析了双包层硫系光纤在红外波段实现全正色散的优势。然后,选取Te基硫系玻璃作为双包层基质材料,其中Ge20As20Se15Te45、Ge20As20Se17Te43和Ge15As25Se15Te45分别作为光纤的纤芯、内包层和外包层材料。对三种样品玻璃进行制备和组分优化,并对它们的物理特性进行研究。采用有限元法计算得到了双包层光纤色散系数,细致的分析了双包层光纤色散系数和非线性特性与各结构参数之间的关系。选取实现全正色散分布的结构参数,采用挤压法多次挤压制备出双包层预制棒并拉制成理想的双包层光纤。再对其进行超短飞秒脉冲泵浦,对SC非线性作用及激光展宽性能进行理论研究与分析。实验结果表明GAST新型双包层光纤在正常色散区泵浦获得覆盖1.511μm较宽且平坦的中红外SC输出,并研究了双包层光纤超短脉冲泵浦时输出SC的相干特性。最后,对本文工作内容的总结,并指出了研究工作的不足。
肖世莹[10]（2019）在《基于干涉效应和受激布里渊散射的双参量光纤传感器的研究》文中指出物联网作为互联网的延伸和拓展,近年来得到了飞速的发展和广泛的关注,在十二五和十三五规划中已上升为国家发展战略。感知是物联网产业发展的基石,基于各类传感器件的传感网络是物联网感知层的重要组成部分,是物联网实现感知的基础设施。相比于传统传感技术,光纤传感器具有体积小,重量轻,耐腐蚀,抗电磁干扰,成本低廉,牢固耐用,传感头无须供电,可多点复用,可分布式测量等优点,对物联网的底层传感网络具有重要意义。干涉型分立式光纤传感器,如Sagnac干涉型光纤传感器和多模干涉型光纤传感器,以其结构简单、灵活多变、敏感度高等优点,在温度、应力、折射率等许多参量的测量方面应用广泛。而基于受激布里渊散射的光纤分布式传感器在基础设施（例如大坝、桥梁、大型建筑物等）和地质结构的监测等领域具有重要的研究价值和应用前景。本文在实验室承担的国家973项目,863项目以及国家自然科学基金项目的支持下,对干涉型传感器和基于受激布里渊散射的传感器及其在双参量传感方面的应用进行了研究,并取得了如下成果:1.提出了一种基于Sagnac干涉的Hi-Bi FLM型光纤传感器。该传感器通过在Sagnac环内焊接两段不同长度的同种熊猫型保偏光纤,实现了温度和应力的同时传感。其温度和应力灵敏度分别可达-1.495 nm/℃和20.67pm/με,而温度和应力的测量误差可低至±0.13 ℃和±14.06 με。本文对这种传感器进行了详细的理论分析和实验验证。2.提出了一种基于Sagnac干涉和多模干涉的混合型光纤传感器。该传感器在Sagnac环中焊接一段熊猫型保偏光纤和一段无芯光纤,利用Hi-Bi FLM的高温度敏感特性和无芯光纤型SMS结构的高折射率敏感特性,同时实现了温度和折射率的高敏感度测量。文中采用矩阵分析法和模式分析法对传感器进行了详细的理论分析和仿真探究,并进行了实验验证。实验结果表明,其温度敏感度和平均折射率敏感度分别高达-1.929 nm/℃和235.3 nm/RIU。3.提出了一种三层折射率分布的掺Ge型单模光纤SMF-a,理论探究了其在受激布里渊传感系统中温度、应力双参量传感的特性。利用模式分析理论和受激布里渊增益理论,数值仿真并分析了不同掺杂浓度和掺杂半径下,SMF-a中前三阶声模的布里渊频移和布里渊增益效率峰值的变化趋势,以及布里渊频移的温度敏感度和应力敏感度的变化趋势。理论研究结果表明,通过合理设计光纤的掺杂结构和掺杂半径,可以利用SMF-a实现基于受激布里渊散射的温度、应力双参量传感。SMF-a的温度、应力测量误差分别为～4℃和～110 με,可达到一般布里渊双参量传感系统的测量误差要求。4.提出了一种三层折射率分布的Ge/F共掺型单模光纤SMF-b,理论探究了其在受激布里渊传感系统中温度、应力双参量传感的特性。该光纤内层芯子Ge/F共掺,外层芯子掺Ge,外包层为纯石英。利用数值分析法,结合光学、声学模式分析法和受激布里渊增益理论,理论仿真并分析了不同掺杂浓度和掺杂半径下,光纤中前三阶声模的有效声速、布里渊频移和布里渊增益效率峰值的变化,并根据变化趋势,选择了三组合适的光纤掺杂浓度和掺杂半径参数以用于温度和应力的同时测量。对具有这三组参数的光纤的传感性能进行理论分析,结果表明温度和应力敏感度分别可达1.190 MHz/℃和0.0356 MHz/με,而温度和应力误差可低至0.9℃和28.8 με。其温度、应力误差相对掺Ge型单模光纤SMF-a有了很大的改善,可与F-HDF、IPGIF和SI-FMF等少模光纤相媲美。5.根据前人的研究结果,归纳总结了掺Ge型光纤的光学折射率和纵向声速与掺杂浓度以及温度、应力的关系式,并进行了仿真验证。该关系式可用于辅助计算不同掺杂结构和掺杂浓度的掺Ge型光纤的受激布里渊散射特性,包括布里渊频移和布里渊增益谱等,随外界温度和应力的变化。
二、基于平方律和阶跃型纤芯折射率分布下光纤模场半径的数值分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于平方律和阶跃型纤芯折射率分布下光纤模场半径的数值分析（论文提纲范文）
（1）非对称少模光纤布拉格光栅模式转换特性的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 少模光纤的研究进展 |
| 1.3 光纤布拉格光栅的应用研究 |
| 1.4 基于布拉格光栅的模式转换器的研究进展 |
| 1.5 本论文主要内容以及结构安排 |
| 2 光纤模式及布拉格光栅耦合模理论 |
| 2.1 光纤中模式的基本特性 |
| 2.1.1 模式的概念 |
| 2.1.2 模式的分类 |
| 2.1.3 模式的性质 |
| 2.2 光纤布拉格光栅耦合模理论 |
| 2.2.1 布拉格光栅的基本原理 |
| 2.2.2 耦合模方程的推导 |
| 2.2.3 布拉格光栅耦合模方程的求解 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 少模光纤布拉格光栅的标量模式转换特性的分析 |
| 3.1 基于阶跃型光纤的FM-FBG |
| 3.1.1 阶跃型光纤的结构设计及模式分析 |
| 3.1.2 LP_(01)/LP_(11)激励下实现模式转换 |
| 3.1.3 不同参数对模式转换特性的影响 |
| 3.2 基于自制少模光纤的FM-FBG |
| 3.2.1 自制光纤的结构分布及模式分析 |
| 3.2.2 LP_(01)/LP_(11)激励下实现模式转换 |
| 3.2.3 不同参数对模式转换特性的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 紫外单侧照射下制作非对称少模光纤布拉格光栅 |
| 4.1 实验装置 |
| 4.2 实验结果与分析 |
| 4.2.1 实验一 |
| 4.2.2 实验二 |
| 4.2.3 实验三 |
| 4.3 实验结果的优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 少模光纤布拉格光栅的矢量模式转换特性的分析 |
| 5.1 基于空气环芯光纤的FM-FBG |
| 5.1.1 空气环芯光纤的结构设计及模式分析 |
| 5.1.2 HE_(11)/HE_(21)激励下实现模式转换 |
| 5.2 基于反抛物线型光纤的FM-FBG |
| 5.2.1 反抛物线型光纤的结构设计及模式分析 |
| 5.2.2 HE_(11)/HE_(21)激励下实现模式转换 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）少模掺铒光纤放大器的模式串扰特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究历史与现状 |
| 1.3 光纤模式的概念 |
| 1.3.1 光纤的基本特性 |
| 1.3.2 光纤的模式传输 |
| 1.3.3 光纤中的模式串扰 |
| 1.4 模分复用技术介绍 |
| 1.5 本论文的研究内容与创新 |
| 1.6 本论文的结构安排 |
| 第二章 少模掺铒光纤放大器模式耦合理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 少模掺铒光纤放大器的耦合模微扰理论 |
| 2.2.1 少模掺铒光纤放大器的模式耦合方程 |
| 2.2.2 少模掺铒光纤放大器的模式串扰解析表达式 |
| 2.2.3 模式串扰解析表达式的验证 |
| 2.3 模式串扰分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 光纤耦合对模式串扰的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光纤耦合模式耦合模型 |
| 3.3 光纤耦合模式串扰分析 |
| 3.3.1 模式耦合效率 |
| 3.3.2 连接损耗系数 |
| 3.3.3 模式耦合效率与连接损耗系数的关系 |
| 3.3.4 光纤耦合的模式串扰解析表达式 |
| 3.4 仿真结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 差模增益对少模掺铒光纤放大器模式串扰的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 少模掺铒光纤放大器的基本特性 |
| 4.2.1 掺铒光纤放大器的能级结构 |
| 4.2.2 少模掺铒光纤放大器的增益特性 |
| 4.3 增益扰动引起的模式串扰 |
| 4.4 差模增益与少模掺铒光纤放大器模式串扰 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 少模掺铒光纤放大器模式串扰分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 少模掺铒光纤放大器模式串扰的主要来源 |
| 5.3 模式复用方案选取 |
| 5.4 实验器材与基本性能 |
| 5.5 光子灯笼测量 |
| 5.5.1 光子灯笼插入损耗与模式消光比测量 |
| 5.5.2 背靠背光子灯笼模式串扰测量 |
| 5.6 掺铒光纤的模式串扰仿真计算 |
| 5.7 少模掺铒光纤放大器的信串比计算 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（3）孔助少模光纤特性及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 引言 |
| §1.2 少模光纤发展与应用 |
| §1.3 孔助光纤及应用国内外研究现状 |
| §1.4 本课题的研究意义 |
| 第二章 孔助少模光纤的制备方法及理论模型 |
| §2.1 常见的光纤制备流程 |
| §2.2 孔助少模光纤制备 |
| §2.3 空气孔数量对光纤传输的影响 |
| §2.3.1 周期性折射率调制机理 |
| §2.3.2 周期性模场调制机理 |
| 第三章 长周期光纤光栅理论研究 |
| §3.1 长周期光纤光栅匹配条件 |
| 第四章 基于三孔少模光纤制备的塌缩型长周期光纤光栅 |
| §4.1 塌缩型长周期光纤光栅的制备 |
| §4.1.1 实验方案 |
| §4.1.2 确定实验参数 |
| §4.1.3 三孔少模光纤的结构 |
| §4.1.4 塌缩型长周期光纤光栅的制备 |
| §4.2 塌缩型长周期光纤光栅传感特性实验和分析 |
| §4.2.1 塌缩型长周期光纤光栅的温度传感特性研究 |
| §4.2.2 塌缩型长周期光纤光栅的应变传感特性研究 |
| §4.2.3 塌缩型长周期光纤光栅的折射率传感特性研究 |
| §4.2.4 塌缩型光纤光栅的扭转传感特性研究 |
| §4.2.5 塌缩型长周期光纤光栅的弯曲传感特性研究 |
| 第五章 基于三孔少模光纤制备的膨胀型长周期光纤光栅 |
| §5.1 膨胀型长周期光纤光栅的制备 |
| §5.2 膨胀型长周期光纤光栅的传感特性实验和分析 |
| §5.2.1 膨胀型长周期光纤光栅的应变传感特性研究 |
| §5.2.2 膨胀型长周期光纤光栅的扭转传感特性研究 |
| §5.2.3 膨胀型长周期光纤光栅的曲率传感特性研究 |
| §5.2.4 膨胀型长周期光纤光栅的温度传感特性研究 |
| 第六章:总结和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间的主要研究成果 |
（4）新型光子准晶光纤基本光学特性及其OAM传输特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究目的与意义 |
| 1.2 光子准晶概述 |
| 1.3 光子准晶光纤 |
| 1.3.1 光子准晶光纤的基本概念 |
| 1.3.2 光子准晶光纤的结构分类与导光机理 |
| 1.3.3 光子准晶光纤的工程制备 |
| 1.4 光子准晶光纤的研究现状及其存在的问题 |
| 1.4.1 光子准晶光纤结构参量与传输特性的关系的研究现状及其存在的问题 |
| 1.4.2 基于光子准晶光纤的特种光纤的研究现状及其存在的问题 |
| 1.4.3 光子准晶光纤OAM模式传输的研究现状及其存在的问题 |
| 1.5 课题的主要研究内容 |
| 第2章 光子准晶光纤的光学性能参量及计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光子准晶光纤的光学特性 |
| 2.2.1 数值孔径NA |
| 2.2.2 V参数与无截止波长单模传输 |
| 2.2.3 色散 |
| 2.2.4 有效模场面积、限制损耗及非线性系数 |
| 2.2.5 双折射 |
| 2.3 数值方法 |
| 2.3.1 有限元法 |
| 2.3.2 时域有限差分法 |
| 2.3.3 有效折射率法 |
| 2.3.4 平面波展开法 |
| 2.3.5 多级法 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 光子准晶光纤结构参量与传输特性的关系 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 双包层结构与光子准晶光纤传输特性的关系 |
| 3.2.1 双包层Stampfli型光子准晶光纤 |
| 3.2.2 双包层结构与限制损耗的关系 |
| 3.2.3 双包层结构与色散的关系 |
| 3.2.4 双包层结构与有效模场面积及非线性系数的关系 |
| 3.3 旋转重数与光子准晶光纤传输特性的关系 |
| 3.3.1 旋转重数与Sunflower型光子晶体光纤结构匹配规则的关系 |
| 3.3.2 六重Sunflower型光子准晶光纤传输特性 |
| 3.3.3 旋转重数对传输特性的影响 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 基于光子准晶光纤的特种光纤 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 宽波段、超平坦近零色散、低损耗及大模场面积光子准晶光纤 |
| 4.2.1 八重双包层Penrose型光子准晶光纤 |
| 4.2.2 内包层参数与色散及限制损耗的关系 |
| 4.2.3 外包层参数与色散及限制损耗的关系 |
| 4.2.4 晶格常数与色散及限制损耗的关系 |
| 4.2.5 有效模场面积与制备误差 |
| 4.3 低弯曲损耗、单模传输及大模场面积光子准晶光纤 |
| 4.3.1 梯度Sunflower型光子准晶光纤 |
| 4.3.2 无截止波长单模传输特性 |
| 4.3.3 弯曲损耗与有效模场面积 |
| 4.3.4 弯曲对有效模场面积的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 光子准晶光纤OAM模式传输特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 双包层环形芯Stamplfi型光子准晶光纤的OAM模式的传输 |
| 5.2.1 双包层环形芯Stamplfi型光子准晶光纤 |
| 5.2.2 有效折射率差与OAM相位 |
| 5.2.3 OAM模式色散、限制损耗及非线性系数 |
| 5.2.4 宏弯曲对OAM模式传输的影响 |
| 5.2.5 制备误差对OAM模式传输的影响 |
| 5.3 可控阶OAM模式色散补偿光子准晶光纤 |
| 5.3.1 双芯OAM模式色散补偿Sunflower型光子准晶光纤 |
| 5.3.2 OAM模式相位结构及电场强度与波长的关系 |
| 5.3.3 负色散与光纤结构参量的关系 |
| 5.3.4 色散补偿的普适性 |
| 5.4 小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读博士学位期间已发表与待发表的论文 |
| 附录 B 攻读博士学位期间参与的相关课题 |
| 致谢 |
（5）基于少模长周期光纤光栅的矢量模转换特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 模式转换器的研究现状 |
| 1.3 长周期光纤光栅的制作方法 |
| 1.4 基于长周期光纤光栅的模式转换研究现状 |
| 1.5 本文的研究内容以及结构 |
| 2 光栅耦合模理论 |
| 2.1 长周期光纤光栅 |
| 2.1.1 均匀长周期光栅 |
| 2.1.2 机械微弯长周期光纤光栅 |
| 2.1.3 倾斜环形长周期光纤光栅 |
| 2.2 耦合模理论 |
| 2.2.1 全矢量耦合模理论 |
| 2.2.2 耦合模方程的推导 |
| 2.2.3 耦合模方程的求解 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于阶跃型少模机械MBLPFG的矢量模耦合特性分析 |
| 3.1 阶跃型少模光纤的模式传输特性 |
| 3.2 阶跃型少模机械MBLPFG的耦合特性 |
| 3.2.1 切趾的作用 |
| 3.2.2 微弯幅度对模式耦合的影响 |
| 3.2.3 光栅长度对模式耦合的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 基于反抛物线型少模机械MBLPFG的矢量模式转换 |
| 4.1 反抛物线型少模光纤的模式传输特性 |
| 4.2 光栅参数对模式转换器的影响 |
| 4.2.1 切趾的作用 |
| 4.2.2 微弯幅度对模式转换的影响 |
| 4.2.3 光栅长度对模式转换的影响 |
| 4.2.4 波长可调谐 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于倾斜环形长周期光纤光栅的矢量模式转换 |
| 5.1 环形光纤的模式传输特性 |
| 5.2 光栅参数对模式转换器的影响 |
| 5.2.1 模式转换 |
| 5.2.2 倾斜角度对模式转换的影响 |
| 5.2.3 光栅长度对模式转换的影响 |
| 5.2.4 幅度函数对模式转换的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）光纤波导中矢量光场的数值模拟及产生（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 涡旋光概述 |
| 1.1.1 轨道角动量光束及柱矢量光束的数学描述 |
| 1.1.2 轨道角动量光束的光子轨道角动量 |
| 1.1.3 柱矢量光的聚焦特性 |
| 1.2 轨道角动量光束的应用 |
| 1.2.1 粒子操纵 |
| 1.2.2 光通信 |
| 1.3 柱矢量光束的应用 |
| 1.3.1 表面等离子体激发 |
| 1.3.2 金属精密加工 |
| 1.3.3 粒子捕获 |
| 1.4 涡旋光束的产生 |
| 1.4.1 空间光器件 |
| 1.4.2 利用光纤产生 |
| 1.5 涡旋光束的检测 |
| 1.5.1 轨道角动量光束的检测 |
| 1.5.2 柱矢量光束的检测 |
| 1.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第二章 光纤模式理论与光纤模式选择器件 |
| 2.1 光纤模式理论 |
| 2.1.1 柱坐标系下光纤的模式理论 |
| 2.1.2 光纤中的矢量模式 |
| 2.1.3 光纤中的标量模式 |
| 2.1.4 光纤中的轨道角动量模式 |
| 2.1.5 数值求解光纤模式的几种方法 |
| 2.1.6 耦合模理论及方程 |
| 2.2 光纤光栅 |
| 2.2.1 光纤光栅的制作方法 |
| 2.2.2 光纤布拉格光栅 |
| 2.2.3 长周期光纤光栅 |
| 2.3 模式选择耦合器 |
| 2.3.1 模式选择耦合器的制作方法 |
| 2.3.2 模式选择耦合器的耦合理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 光纤中轨道角动量光的产生 |
| 3.1 光纤激光器简介 |
| 3.2 OAM光纤激光器研究现状 |
| 3.3 直腔结构轨道角动量光激光器 |
| 3.3.1 模式纯度的计算 |
| 3.3.2 实验结果及讨论 |
| 3.4 旋光光纤实现轨道角动量模式 |
| 3.4.1 旋光现象及其理论解释 |
| 3.4.2 旋光光纤中的轨道角动量模式 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于长周期光栅的宽谱锁模柱矢量光激光器 |
| 4.1 锁模激光器 |
| 4.1.1 锁模原理介绍 |
| 4.1.2 脉冲柱矢量激光器研究现状 |
| 4.2 宽谱锁模柱矢量光激光器 |
| 4.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 1.0μm柱矢量模式的色散管理光纤 |
| 5.1 超快光纤激光器简介 |
| 5.2 色散对光纤中脉冲传输的影响 |
| 5.3 1.0μm色散管理光纤研究现状 |
| 5.4 1.0μm柱矢量模式色散管理光纤设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 在读期间学术成果 |
| 致谢 |
（7）异质螺旋包层大模场单模光纤的设计、制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 大模场单模光纤的研究进展 |
| 1.3 本论文的主要研究思路和方法 |
| 第二章 异质螺旋包层大模场单模光纤的理论仿真分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 大模场单模光纤的数值分析方法 |
| 2.2.1 有限元法简介 |
| 2.2.2 有限元法求解过程 |
| 2.3 扭转坐标的几何表示 |
| 2.3.1 电磁学中坐标的几何变换 |
| 2.3.2 螺旋坐标 |
| 2.4 完美匹配层 |
| 2.5 大模场单模光纤数值仿真 |
| 2.5.1 异质螺旋包层大模场单模光纤的模型结构 |
| 2.5.2 使用COMSOL Multiphysics软件的分析步骤 |
| 2.5.3 光纤泄露损耗特性研究 |
| 2.5.4 光纤模场面积特性研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 掺钕磷酸盐激光玻璃及包层玻璃的设计与制备 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 玻璃原料与配方设计 |
| 3.3 光纤预制棒玻璃材料的制备 |
| 3.3.1 玻璃制备流程 |
| 3.3.2 主要设备 |
| 3.3.3 光纤玻璃材料的制备 |
| 3.4 掺钕磷酸盐激光玻璃的性能测试 |
| 3.4.1 光学玻璃的折射率测试 |
| 3.4.2 光学玻璃的热性能测试 |
| 3.5 掺钕离子磷酸盐激光玻璃的光学性能研究 |
| 3.5.1 透过率 |
| 3.5.2 吸收光谱 |
| 3.5.3 红外透过 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 异质螺旋包层大模场光纤的制备与性能测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 异质包层光纤预制棒的制备工艺 |
| 4.2.1 浇注法 |
| 4.2.2 挤管法 |
| 4.2.3 管棒法 |
| 4.3 异质螺旋包层大模场单模光纤的制备 |
| 4.4 异质螺旋包层大模场单模光纤的端面处理 |
| 4.5 异质螺旋包层大模场单模光纤的光学性能测试 |
| 4.5.1 异质螺旋包层大模场单模光纤的受激辐射光谱 |
| 4.5.2 异质螺旋包层大模场单模光纤的吸收与损耗特性 |
| 4.5.3 异质螺旋包层大模场单模光纤放大器的设计 |
| 4.7 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间论文成果 |
| 附录2 攻读硕士学位期间专利成果 |
| 附录2 攻读硕士学位期间参加的的科研项目 |
| 致谢 |
（8）纤维集成光器件的热扩散方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光纤热扩散技术研究现状 |
| 1.2.1 光纤制备工艺中的热扩散 |
| 1.2.2 光纤熔接过程中的热扩散 |
| 1.2.3 热致光纤折射率分布改变 |
| 1.3 纤维集成光器件 |
| 1.3.1 光纤在纤维集成光器件中的应用 |
| 1.3.2 纤维集成模场适配器 |
| 1.3.3 纤维集成光纤准直器 |
| 1.3.4 纤维集成多芯光纤分路器 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 光纤折射率分布的热扩散调控 |
| 2.1 光纤热扩散基本原理 |
| 2.2 阶跃折射率单模光纤的热扩散 |
| 2.3 热扩散系数和梯度温度场 |
| 2.4 轴向热扩散和绝热条件 |
| 2.5 几种光纤的热扩散实例 |
| 2.5.1 梯度折射率多模光纤 |
| 2.5.2 环形芯光纤 |
| 2.5.3 包层氟掺杂光纤 |
| 2.5.4 双包层光纤 |
| 2.5.5 偏芯光纤 |
| 2.5.6 双掺杂单芯光纤 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于热扩散技术的模场适配器仿真 |
| 3.1 光纤模场适配器的典型方案 |
| 3.1.1 光纤拉锥 |
| 3.1.2 光纤热挤加粗 |
| 3.1.3 桥接光纤 |
| 3.1.4 光纤热扩散 |
| 3.2 基于双包层光纤的模场适配器基本原理 |
| 3.3 单模-多模光纤模场适配器 |
| 3.4 单模-多芯光纤模场适配器 |
| 3.5 单模-环形波导光纤模场适配器 |
| 3.6 各种特殊模场光纤之间的模场适配器 |
| 3.7 模场适配器评估 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 光纤集成微透镜与微透镜组仿真 |
| 4.1 基于热扩散技术的光纤单透镜 |
| 4.2 基于热扩散技术的光纤透镜组 |
| 4.3 基于热扩散技术的光纤透镜阵列 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于热扩散技术的多芯光纤分路器仿真 |
| 5.1 梯度折射率介质中光线追迹 |
| 5.2 光线传输矩阵模型 |
| 5.3 光纤及透镜组装方法 |
| 5.4 多芯光纤分路器双透镜系统 |
| 5.5 多芯光纤分路器设计 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）全正色散硫系光纤及其相关性能的研究（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 全正色散光纤 |
| 1.1.1 全正色散微结构光纤 |
| 1.1.2 全正色散双包层光纤 |
| 1.2 全正色散光纤发展现状 |
| 1.3 全正常色散硫系光纤优势 |
| 1.3.1 色散可调特性 |
| 1.3.2 高相干性特性 |
| 1.3.3 非线性特性 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 1.4.1 理论学习 |
| 1.4.2 玻璃组分优化与制备 |
| 1.4.3 光纤结构设计和色散研究 |
| 1.4.4 全正色散光纤制备 |
| 1.4.5 飞秒脉冲泵浦非线性作用的理论研究及激光展宽性能研究 |
| 2 全正色散硫系光纤的理论分析 |
| 2.1 有限元法 |
| 2.2 有限元法过程 |
| 2.3 边界条件 |
| 2.4 广义非线性薛定谔方程 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 大材料色散TE基硫系玻璃组分优化与制备 |
| 3.1 全正色散硫系玻璃组分优化 |
| 3.2 硫系玻璃样品制备 |
| 3.2.1 玻璃样品纯化 |
| 3.2.2 玻璃样品制备 |
| 3.3 玻璃样品测试 |
| 3.3.1 折射率 |
| 3.3.2 热膨胀曲线 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 全正色散硫系光纤色散数值计算与光纤制备 |
| 4.1 全正色散硫系光纤的物理模型和模场分布 |
| 4.1.1 全正色散硫系光纤的物理模型 |
| 4.1.2 全正色散硫系光纤的模场分布 |
| 4.2 全正色散硫系光纤色散的数值仿真分析 |
| 4.2.1 芯径对色散曲线的影响 |
| 4.2.2 内外包层比对色散曲线的影响 |
| 4.2.3 内包层直径对色散曲线的影响 |
| 4.3 全正色散Te基硫系光纤制备 |
| 4.3.1 多包层预制棒制备 |
| 4.3.2 多包层光纤制备与损耗测试 |
| 4.3.3 多包层光纤损耗的测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 全正色散硫系光纤SC谱研究 |
| 5.1 全正色散Te基硫系光纤模拟SC谱 |
| 5.2 全正色散Te基硫系双包层光纤SC谱实验结果分析 |
| 5.2.1 泵浦功率对双包层光纤SC输出的影响 |
| 5.2.2 泵浦波长对双包层光纤SC输出的影响 |
| 5.2.3 光纤长度对双包层光纤SC输出的影响 |
| 5.3 全正色散硫系光纤SC谱相干性研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
| Abstract |
| 摘要 |
（10）基于干涉效应和受激布里渊散射的双参量光纤传感器的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光纤传感器概述 |
| 1.2.1 基于Sagnac干涉的分立式光纤传感器的研究现状 |
| 1.2.2 基于多模干涉的分立式光纤传感器的研究现状 |
| 1.2.3 基于受激布里渊散射的分布式光纤传感器的研究现状 |
| 1.3 双参量光纤传感器的研究现状 |
| 1.3.1 温度和应力双参量光纤传感器 |
| 1.3.2 温度和折射率双参量光纤传感器 |
| 1.4 本论文的研究内容和章节布局 |
| 2 光纤传感器相关理论分析 |
| 2.1 基于Sagnac干涉的Hi-Bi FLM的理论分析 |
| 2.1.1 Hi-BiFLM的传输理论 |
| 2.1.2 基于一段Hi-Bi光纤的Hi-Bi FLM的传输特性 |
| 2.1.3 基于两段Hi-Bi光纤的Hi-Bi FLM的传输特性 |
| 2.2 基于多模干涉的SMS结构的理论分析 |
| 2.2.1 SMS结构中的模式特性分析 |
| 2.2.2 基于无芯光纤的SMS传感器的传输特性 |
| 2.3 光纤中的受激布里渊散射 |
| 2.3.1 材料密度方程和光纤中声模模场的求解 |
| 2.3.2 光纤中的光模模场和布里渊增益谱 |
| 2.3.3 光纤中的布里渊散射特性 |
| 2.4 本章总结 |
| 3 基于Sagnac干涉的温度和应力双参量光纤传感器 |
| 3.1 Hi-Bi FLM传感原理 |
| 3.1.1 温度、应力传感原理 |
| 3.1.2 温度、应力传感特性 |
| 3.2 基于两段PMF的Hi-Bi FLM的温度和应力双参量传感器 |
| 3.2.1 温度和应力双参量传感原理 |
| 3.2.2 温度和应力双参量传感性能 |
| 3.3 本章总结 |
| 4 基于Sagnac干涉和多模干涉的温度和折射率双参量光纤传感器 |
| 4.1 基于无芯光纤的SMS传感器的传感原理 |
| 4.1.1 温度、折射率传感原理 |
| 4.1.2 温度、折射率传感特性 |
| 4.2 基于Sagnac干涉和多模干涉的温度和折射率双参量传感器 |
| 4.2.1 基于SMP的Hi-Bi FLM传感器的结构 |
| 4.2.2 温度和折射率双参量传感原理 |
| 4.2.3 温度和折射率双参量传感性能 |
| 4.3 本章总结 |
| 5 基于受激布里渊散射的温度和应力双参量光纤传感器 |
| 5.1 基于掺Ge型单模光纤的受激布里渊双参量传感的研究 |
| 5.1.1 光纤结构及其受激布里渊散射特性 |
| 5.1.2 基于受激布里渊散射的温度和应力双参量传感 |
| 5.2 基于Ge/F共掺型单模光纤的受激布里渊双参量传感的研究 |
| 5.2.1 光纤结构及其受激布里渊散射特性 |
| 5.2.2 基于受激布里渊散射的温度和应力双参量传感 |
| 5.3 本章总结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本论文主要研究内容及成果 |
| 6.2 下一步拟进行的工作 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
四、基于平方律和阶跃型纤芯折射率分布下光纤模场半径的数值分析（论文参考文献）
- [1]非对称少模光纤布拉格光栅模式转换特性的研究[D]. 关佩红. 北京交通大学, 2021
- [2]少模掺铒光纤放大器的模式串扰特性研究[D]. 谢艳秋. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]孔助少模光纤特性及应用研究[D]. 席涛. 桂林电子科技大学, 2020(02)
- [4]新型光子准晶光纤基本光学特性及其OAM传输特性研究[D]. 刘娥贤. 湖南大学, 2020(02)
- [5]基于少模长周期光纤光栅的矢量模转换特性研究[D]. 陶洪. 北京交通大学, 2020(03)
- [6]光纤波导中矢量光场的数值模拟及产生[D]. 陶润夏. 中国科学技术大学, 2020
- [7]异质螺旋包层大模场单模光纤的设计、制备与性能研究[D]. 霍加磊. 南京邮电大学, 2019(02)
- [8]纤维集成光器件的热扩散方法研究[D]. 陈宫傣. 哈尔滨工程大学, 2020(04)
- [9]全正色散硫系光纤及其相关性能的研究[D]. 田优梅. 宁波大学, 2019(06)
- [10]基于干涉效应和受激布里渊散射的双参量光纤传感器的研究[D]. 肖世莹. 北京交通大学, 2019(01)