光子晶体光纤有效模面积测量技术的研究

发布时间：2017-11-09 19:20

  本文关键词：光子晶体光纤有效模面积测量技术的研究

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【摘要】：光子晶体光纤(PCF)是一种具有高非线性、色散可控性、高双折射性、无限单模特性等诸多优点的新型特种光纤,特别是作为核心器件已经成功应用于光纤陀螺、大功率光纤激光器、大功率光纤放大器等设备中。在这些应用中,光子晶体光纤参数中的有效模场面积是其中的重要参量。传统光纤有效模场面积的测量方法不能适应结构多变的光子晶体光纤,因此,本文立项对有效模场面积的测量技术进行研究。本文采用近场扫描法测量非圆纤芯光纤的模场面积,避开传统方法只能测量纤芯为圆形的模场直径的局限性,试图通过标准单模光纤来找到一种算法求取非圆纤芯PCF的有效模场面积。论文的主要内容包括:首先,对课题的研究目的和意义,光子晶体光纤的研究现状,其模场测量和存在的问题作了简要介绍。介绍了传统光纤模场直径的测量方法以及适用范围。其次,为克服了非圆纤芯光纤模场直径测量的局限性问题,提出了采用近场扫描测量方法来测量光纤的模场面积的方法,并设计了实验方案与测量系统。再次,研究了光斑图像去噪的方法和效果,并通过OpenCV编写图像采集和处理程序,结合Matlab来计算有效模面积,同时介绍了三种计算模场面积的方法:传统计算模场直径的高斯拟合法;从模场面积的定义出发的二重积分法;CCD成像实时在线测量方法。最后,对三种光纤的模场进行了仿真,以作为实验观察参考;搭建模场面积测量实验系统,并对它们的模场面积进行测量实验研究:以康宁G.652标准单模光纤纤验证本文提出的测量方法的正确性,再以此方法来测量三角格子型PCF和双折射型PCF的模场面积。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN253

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本文编号：1163238