工作波长为2.94μm保偏空芯负曲率光纤

发布时间：2021-08-06 00:53

　　提出一种保偏空芯负曲率光纤,可用于传输工作波长为2.94μm的中红外激光。首先通过调整y方向包层管的厚度和嵌套管到包层管内径的最大距离使y方向偏振模式与包层管表面模式发生微弱耦合,再通过优化纤芯直径和包层管的外径诱导y方向偏振模式与包层管表面模式发生相位匹配,造成y方向偏振模式泄露出纤芯。包层管间的缝隙引导高阶模式泄露出纤芯。而x方向偏振模式因包层管和嵌套管的厚度具有抑制耦合的作用而保持低损耗传输。最终得到一种工作波长为2.94μm的保偏空芯负曲率光纤,x方向偏振模式的限制损耗为2.8×10^-2dB/m,偏振消光比大于2×10³,高阶模抑制比大于100,双折射为1.4×10⁵。当光纤y方向弯曲,且半径为25 cm时,弯曲损耗为0.62 dB/m。 

【文章来源】：红外与毫米波学报. 2020,39(06)北大核心EISCICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

图２?（ａ＞方向包层管厚度￣和嵌套管到包层管内径最大距??离?Ｚ对?ＨＣ－ＮＣＦ?ＰＥＲ?的影响，（ｂ）当?为?２．?１５?为?１．?６０??

７６?８０?８４?８８?９２?％?１００?１０４?１０８??Ｄｃｏｒｅ／ｎｍ??（ａ）??（ｂ）??（ｃ）??ａ??圆??Ｂ＾Ｐｖ！??０〇??（ｄ）??图３纤芯直径￡＞＿对保偏ＨＣ－ＮＣＦ的影响（ａ）模式的限制??损耗随发生变化，（ｂ）?ＰＥＲ和ＨＯＭＥＲ随发生变化，??（ｃ）?Ｒｅ（？）随乃＿发生变化，⑷模式親合过程??Ｆｉｇ．?３?Ｔｈｅ?ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｃｏｒｅ?ｄｉａｍｅｔｅｒ?Ｄｃｏｒｅ?ｏｎ?ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ?ｍａｉｎ？??ｔａｉｎ?ＨＣ－ＰＣＦ?（ａ）?Ｔｈｅ?ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ?ｌｏｓｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｍｏｄｅｓ?ｃｈａｎｇｅｓ??ｗｉｔｈ?－Ｄｃｏｒｅ，?（ｂ）?ＰＥＲ?ａｎｄ?ＨＯＭＥＲ?ｃｈａｎｇｅｓ?ｗｉｔｈ?－Ｄｃｏｒｅ，?（ｃ）?Ｒｅ??（？ｅｆｆ）?ｃｈａｎｇｅ?ｗｉｔｈＤｃｏｒｅ，?（ｄ）?ｔｈｅ?ｍｏｄｅ－ｆｉｅｌｄ?ｃｏｕｐｌｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ??时，包层管表面模式的有效折射率大于纤芯ｙ方向??偏振模式的有效折射率，两种模式没有发生耦合。??随着／）＿的増加，ｙ方向偏振模式的有效折射率増??加，与包层管表面模式发生反交叉，使得ｊ方向偏振??模式与ｙ方向包层管表面模式相位匹配。而随着??的进一步增加，ｙ方向偏振模式的有效折射率也??随之降低，耦合的能力也减弱，导致ｙ方向偏振模式??的限制损耗会逐渐减小．使得ＰＥＲ也随之降低。图??３?（．?ｄ）中的模场直：观的描述了?ｆ方向偏振模式和ｙ．方??向包层智表面模式随纤芯直径变化发生分离－耦??合－分离的过：賴，为Ｓ５．?８６?ｐｍ时纤芯．ｙ偏振??瘼式与ｙ方向包层智表面模式的能量完全互换。从??Ａ１到Ａ

７００??红外与毫米波学报??３９卷??０．０１??０．９９９７６??０．９９９７８??＾?０．９９９６０??０．９９９５２??０．９９９４４??７５?７８?８１?８４?８７?９０??Ｄｃｏｒｅ／ｎｍ??（ａ）??９３??７５?７８??８１?８４?８７??Ｄｃｏｒｅ／ｆｉｍ??（ｂ）??９０?９３??图４包层管直径对保偏ＨＣ－ＮＣＦ的影响（ａ）限制损耗??随发生变化，（ｂ）?Ｒｅ（＾ｆｆ）随２＼＾发生变化??Ｆｉｇ．?４?Ｔｈｅ?ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｌａｄｄｉｎｇ?ｔｕｂｅ?ｄｉａｍｅｔｅｒ?Ｄｔｕｂｅ?ｏｎ?ｐｏｌａｒ？??ｉｚａｔｉｏｎ?ｍａｉｎｔａｉｎ?ＨＣ－ＮＣＦ?（ａ）?ｔｈｅ?ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ?ｌｏｓｓ?ｏｆ?ｔｈｅ??ｍｏｄｅ?ｃｈａｎｇｅｓ?ｗｉｔｈ?Ｄｊｕｂｅ，（ｂ）?Ｒｅ（ｗｅｆｆ）?ｃｈａｎｇｅｓ?ｗｉｔｈ?Ｄｔｕｂｅ??与包层管表面模式ｉ的有效折射率发坐反交叉，＊方??向偏振模式图５（ａ）与包层管表面模式图５（ｂ）发生??完全耦合，导致＊方向偏振模式的能量泄露出纤芯９??曾大査９１．?１４?ｐｍ时，：ｙ方向偏振糢式与＇包属??管表面模式２的有效折射率发生反交叉，ｙ方向偏振??瘼式園５（ｃ）与包崖管表面模式２发生完全耦合圈５??（ｄ），导致ｙ方向偏振模式的能量泄露出纤芯??３保偏ＨＣ－ＮＣＦ的偏振特性??接下来对保偏ＨＣ－ＮＣＦ随波长变化的偏振特??性进行分析。纤芯直径认＿固定为８５．?８６?包层??管外径ｆｌｔｔ４．为９１．?１４?ｐｍ，＊方向包层管和嵌套管的??默度％为０．?７４３?ｐｍ，?ｙ方向包层管厚度为１．?６０??ｐｍ，嵌套管到包曷管内径的最大


本文编号：3324744