单模光纤球形探针光波模式演变与传输分析
发布时间：2021-09-18 16:28
光纤连接耦合是光通信系统的基础技术,数据中心、光纤到户等现代光网络建设需要大量高质量光纤连接耦合,光纤探针是实现这一需求的核心部件。本文旨在探讨单模光纤球形探针中光波模式的演变及其传输过程,力求建立适合单模光纤球形探针的模式分析理论,找出不同曲率半径的球形探针中光波模式的演变规律,获得影响球形探针光波传输的因素,为批量制备高品质的光纤探针提供可信的理论依据。本文首先建立了适合单模光纤球形探针的模式分析理论。根据球形探针纵向非均匀的结构特点,提出了单模光纤球形探针分段阶梯串联法,推导得出了三段球形探针的模式函数模型。基于Matlab分别获得三段球形探针基模解析解,发现了单模光纤球形探针中基模变化规律。接着,本文基于改进的本征模展开法,对单模光纤球形探针中光波模式的演变规律及其传输过程进行了详细仿真和分析。发现球形探针结构的纵向非均匀性造成模式耦合,模式功率、有效折射率以及场分布均会发生变化。不同曲率半径单模光纤球形探针模式的演变规律基本一致。此外,还根据球形探针前端主要高阶模场分布规律,提出了单模光纤球形探针模式生态环境的概念,指出模式生态环境由球形探针圆柱对称结构和输入场偏振态共同决定...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
静态化学腐蚀法原理图
学腐蚀法最早由 Turner 提出，又称为 Turner Method[21]。图 1.的实验装置与制备过程的示意图。方法使用氢氟酸溶液作为腐层与腐蚀液不互溶的有机溶剂作为覆盖液。腐蚀过程中插入腐蚀掉，而在腐蚀液与有机溶液的交界处由于浸润现象将会有少理论，在重力和表面张力的平衡作用下腐蚀液的液面在光纤表随着腐蚀时间的增加，弯月面处逐渐下降，光纤也成倒立的圆时，腐蚀液与有机溶液交界处以下的光纤将会被完全腐蚀掉，。学腐蚀法在静态化学腐蚀的基础上引入了一个能使光纤相对于来达到控制光纤探针锥角的目的。光纤的垂直移动改变了腐蚀触位置，弯液面相对位置的变化会使得光纤探针的锥区长度发变化。通过控制光纤移动的速度和方向，可以制备出不同锥角移动时，弯液面与光纤表面的接触位置相对降低，光纤探针的锥反之当光纤向下移动时，弯液面与光纤表面的的接触位置相对度缩短，锥角变大。
面层产生一定的机械磨削作用，通过控制研磨的深度，角度等制针。研磨法无需对光纤进行加热或化学反应，不会改变光纤本身的精确成熟的前提下，是最理想的光纤探针制备方法。年，Huang Li 等人提出了一种光纤探针化学镀镍的方法[27]，该方础上将光纤探针放入恒温水槽中，通过无电镀覆 Ni-P 膜实现了013 年，Qunfang Fan 等人提出了一种使用激光诱导化学沉积法(L针的技术[28]。在制备过程中，诱导激光首先脱离光纤表面附近的发生化学反应。纳米颗粒生长并被吸附到光纤的表面上，随后在度力的作用下形成光纤探针。与传感系统中光纤探针的应用及技术发展耦合技术合技术是光纤通信系统的基础，包括光纤探针在内的光纤连接耦中具有十分广泛的应用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]有方向性锥形光纤连接器及其耦合特征[J]. 胡清桂,李成忠. 光学技术. 2017(06)
[2]锥柱型光纤探针在表面增强拉曼散射方面的应用[J]. 郭旭东,唐军,刘文耀,郭浩,房国成,赵苗苗,王磊,夏美晶,刘俊. 物理学报. 2017(04)
[3]新型凹锥形表面增强拉曼散射光纤探针的制备[J]. 杜怀超,陈振宜,陈娜,刘华健,徐文杰,张恒,刘书朋,王廷云. 中国激光. 2017(02)
[4]Electroless nickel plating on optical fiber probe[J]. 黄立,王周锋,李卓民,邓文礼. Chinese Optics Letters. 2009(06)
[5]一种分析楔形光纤的等效矩形近似-阶梯串联法[J]. 刘旭,陈麟,孙小菡. 物理学报. 2008(10)
[6]基于干涉显微原理的表面形貌测量系统[J]. 王海珊,史铁林,廖广兰,刘世元,张文栋. 光电工程. 2008(07)
[7]楔形光纤与半导体多量子阱平面光波光路芯片的耦合分析[J]. 刘旭,肖金标,孙小菡. 光学学报. 2007(04)
[8]管腐蚀法制作纳米光纤探针[J]. 王慧,任宏亮,何金田,林土胜,梁二军,郭茂田,王世明,沈书泊. 激光技术. 2004(04)
[9]动态化学腐蚀法制备大锥角近场光纤探针[J]. 孙家林,田广彦,李勤,赵钧,郭继华,谢爱芳,张泽渤. 物理学报. 2001(12)
本文编号：3400464
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
静态化学腐蚀法原理图
学腐蚀法最早由 Turner 提出，又称为 Turner Method[21]。图 1.的实验装置与制备过程的示意图。方法使用氢氟酸溶液作为腐层与腐蚀液不互溶的有机溶剂作为覆盖液。腐蚀过程中插入腐蚀掉，而在腐蚀液与有机溶液的交界处由于浸润现象将会有少理论，在重力和表面张力的平衡作用下腐蚀液的液面在光纤表随着腐蚀时间的增加，弯月面处逐渐下降，光纤也成倒立的圆时，腐蚀液与有机溶液交界处以下的光纤将会被完全腐蚀掉，。学腐蚀法在静态化学腐蚀的基础上引入了一个能使光纤相对于来达到控制光纤探针锥角的目的。光纤的垂直移动改变了腐蚀触位置，弯液面相对位置的变化会使得光纤探针的锥区长度发变化。通过控制光纤移动的速度和方向，可以制备出不同锥角移动时，弯液面与光纤表面的接触位置相对降低，光纤探针的锥反之当光纤向下移动时，弯液面与光纤表面的的接触位置相对度缩短，锥角变大。
面层产生一定的机械磨削作用，通过控制研磨的深度，角度等制针。研磨法无需对光纤进行加热或化学反应，不会改变光纤本身的精确成熟的前提下，是最理想的光纤探针制备方法。年，Huang Li 等人提出了一种光纤探针化学镀镍的方法[27]，该方础上将光纤探针放入恒温水槽中，通过无电镀覆 Ni-P 膜实现了013 年，Qunfang Fan 等人提出了一种使用激光诱导化学沉积法(L针的技术[28]。在制备过程中，诱导激光首先脱离光纤表面附近的发生化学反应。纳米颗粒生长并被吸附到光纤的表面上，随后在度力的作用下形成光纤探针。与传感系统中光纤探针的应用及技术发展耦合技术合技术是光纤通信系统的基础，包括光纤探针在内的光纤连接耦中具有十分广泛的应用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]有方向性锥形光纤连接器及其耦合特征[J]. 胡清桂,李成忠. 光学技术. 2017(06)
[2]锥柱型光纤探针在表面增强拉曼散射方面的应用[J]. 郭旭东,唐军,刘文耀,郭浩,房国成,赵苗苗,王磊,夏美晶,刘俊. 物理学报. 2017(04)
[3]新型凹锥形表面增强拉曼散射光纤探针的制备[J]. 杜怀超,陈振宜,陈娜,刘华健,徐文杰,张恒,刘书朋,王廷云. 中国激光. 2017(02)
[4]Electroless nickel plating on optical fiber probe[J]. 黄立,王周锋,李卓民,邓文礼. Chinese Optics Letters. 2009(06)
[5]一种分析楔形光纤的等效矩形近似-阶梯串联法[J]. 刘旭,陈麟,孙小菡. 物理学报. 2008(10)
[6]基于干涉显微原理的表面形貌测量系统[J]. 王海珊,史铁林,廖广兰,刘世元,张文栋. 光电工程. 2008(07)
[7]楔形光纤与半导体多量子阱平面光波光路芯片的耦合分析[J]. 刘旭,肖金标,孙小菡. 光学学报. 2007(04)
[8]管腐蚀法制作纳米光纤探针[J]. 王慧,任宏亮,何金田,林土胜,梁二军,郭茂田,王世明,沈书泊. 激光技术. 2004(04)
[9]动态化学腐蚀法制备大锥角近场光纤探针[J]. 孙家林,田广彦,李勤,赵钧,郭继华,谢爱芳,张泽渤. 物理学报. 2001(12)
本文编号：3400464
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