新型太赫兹光子晶体光纤的单模传输特性分析

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作者 刘延君 胡守重 +5 位作者 侯尚林 王道斌 雷景丽 武刚 李晓晓 袁鹏 《光通信研究》 北大核心 2016年第1期19-21,44,共4页

以低损耗材料聚乙烯为基底,设计了一种新型的太赫兹光子晶体光纤,并利用全矢量有限元法对其单模截止频率、色散和损耗进行了数值模拟.结果表明,改变包层空气孔周期、空气孔直径和纤芯空气孔直径,可以调节太赫兹单模传输的频率范围.当包... 以低损耗材料聚乙烯为基底,设计了一种新型的太赫兹光子晶体光纤,并利用全矢量有限元法对其单模截止频率、色散和损耗进行了数值模拟.结果表明,改变包层空气孔周期、空气孔直径和纤芯空气孔直径,可以调节太赫兹单模传输的频率范围.当包层空气孔周期为400μm、包层空气孔直径为100μm、纤芯空气孔直径为40μm 时,不仅可以获得0.1-5THz的宽频带单模传输范围,而且在0.5-5THz频率范围内波导色散可以控制在±0.5ps/（nm·km）,且模式的限制损耗随频率的增大逐渐减小,同时在2.8THz处获得最小传输损耗3.86dB/m. 展开更多

关键词 太赫兹波 光子晶体光纤 单模传输 色散 损耗

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基于光子带隙中模式截止特性的单模传输研究

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作者 徐小斌 李金恒 +2 位作者 宋凝芳 高福宇 张智昊 《半导体光电》 CAS 北大核心 2018年第3期369-372,共4页

空芯光子带隙光纤拥有优越的环境适应性,但光纤中的高阶模使其在多种场合下的应用受到制约。利用光子带隙内高阶模式在小于截止波长时被强烈抑制,而基模在该波段可以稳定存在的特性,提出了实现单模传输的方法,并通过实验验证了该方法的... 空芯光子带隙光纤拥有优越的环境适应性,但光纤中的高阶模使其在多种场合下的应用受到制约。利用光子带隙内高阶模式在小于截止波长时被强烈抑制,而基模在该波段可以稳定存在的特性,提出了实现单模传输的方法,并通过实验验证了该方法的可行性。在此基础上仿真分析了包层参数对单模传输波段的影响,计算结果表明,单模传输波段的带宽随材料折射率的增加而增加,折射率由1.445提高到2时,带宽增加2.9倍;相对倒角由0.2提高到0.8时,单模传输波段的工作波长移动310nm以上。 展开更多

关键词 空芯光子带隙光纤 有限元法 空间光谱分析成像 高阶模式 单模传输

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椭圆光波导和圆形光波导单模传输分析比较

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作者 谭新成 李建立 +1 位作者 霍丙忠 袁景和 《光通信研究》 北大核心 2008年第1期42-44,共3页

文章利用入射线偏振光在柱坐标系下对椭圆光波导进行了严格求解,得到了模场的精确解析解,导出了模式特征方程。光只在长轴方向的子午面内单模传播时,即可实现单模单偏振传输。在给定相同条件下单模传输时,与圆形光波导相比,椭圆光波导... 文章利用入射线偏振光在柱坐标系下对椭圆光波导进行了严格求解,得到了模场的精确解析解,导出了模式特征方程。光只在长轴方向的子午面内单模传播时,即可实现单模单偏振传输。在给定相同条件下单模传输时,与圆形光波导相比,椭圆光波导传播常数变化很小。文章还简要分析了波长、椭圆率和相对折射率差对传播常数的影响。 展开更多

关键词 椭圆光波导 圆形光波导 特征方程 单模传输 传播常数

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带有防水包层光纤的单模传输条件及频率特征

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作者 崔三烈 周福洪 房国曦 《光子学报》 EI CAS CSCD 1995年第2期163-168,共6页

光纤水听器是一种新型的声信号探测器。为保证光纤水听器有良好的工作性能，必须在纤维上包上防水层。光纤水听器在单模条件下能保持最佳工作性能，带有防水包层的光纤单模传输条件不同於直接和水接触的光纤的单模传输条件。本文从麦克... 光纤水听器是一种新型的声信号探测器。为保证光纤水听器有良好的工作性能，必须在纤维上包上防水层。光纤水听器在单模条件下能保持最佳工作性能，带有防水包层的光纤单模传输条件不同於直接和水接触的光纤的单模传输条件。本文从麦克斯韦电磁理论出发，导出了带有防水包层光纤的ＴＥ模，ＴＭ模及ＨＥ＿（１１）模的截止频率特征方程及单模传输条件。这些关系式，对带有防水包层的光纤水听器的研究，设计和使用都有实际意义。 展开更多

关键词 光纤 防水包层 单模传输条件 频率特征 水听器

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太赫兹光子晶体光纤单模传输特性的研究

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作者 胡守重 刘泽男 《甘肃科技》 2016年第15期14-16,共3页

利用全矢量有限元法并结合损耗理论对全内反射型太赫兹光子晶体光纤的单模传输带宽进行了深入的研究。结果表明,光纤的限制损耗以及单模传输带宽可以通过改变光子晶体光纤的占空比、空气孔间距、空气孔层数等结构参数进行灵活的调节,并... 利用全矢量有限元法并结合损耗理论对全内反射型太赫兹光子晶体光纤的单模传输带宽进行了深入的研究。结果表明,光纤的限制损耗以及单模传输带宽可以通过改变光子晶体光纤的占空比、空气孔间距、空气孔层数等结构参数进行灵活的调节,并与其他文献利用归一化频率法得到的结果相吻合。 展开更多

关键词 太赫兹波 光子晶体光纤 单模传输 限制损耗

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260μm芯径超大模场光子晶体光纤实现准单模传输 被引量：3

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作者 冯素雅 王孟 +4 位作者 于春雷 周秦岭 陈丹平 陈伟 胡丽丽 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期118-118,共1页

大模场光子晶体光纤的结构和设计具有很高的灵活性,能够通过调整其微结构来获得实现高能激光输出所需的有效模面积大等优良特性,使光纤激光器的性能显著改善。国内目前对于光子晶体光纤的研究主要集中在基础理论和基本性能的测试上。近... 大模场光子晶体光纤的结构和设计具有很高的灵活性,能够通过调整其微结构来获得实现高能激光输出所需的有效模面积大等优良特性,使光纤激光器的性能显著改善。国内目前对于光子晶体光纤的研究主要集中在基础理论和基本性能的测试上。近年来,中国科学院上海光学精密机械研究所在光子晶体光纤的制备方面展开了探索性的研究,目前掺Yb3＋石英光子晶体光纤已经实现了功率达到7w的连续输出。 展开更多

关键词 光子晶体光纤 单模传输 上海光学精密机械研究所 模场 芯径 光纤激光器 中国科学院 掺Yb3+

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用一维矩形受限光子晶体实现单模传输 被引量：2

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作者 熊翠秀 姚映波 +2 位作者 蒋练军 邓跃龙 魏丙涛 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2012年第5期165-170,共6页

利用传输矩阵法研究了一维矩形受限光子晶体的反射谱。详细分析了TE和TM波各模式的光子禁带随矩形尺寸的变化规律。提出可以用矩形受限光子晶体实现电磁波最高模式的单模传输,尺寸越小越容易实现单模传输,其中X=1,Y=1的尺寸是最佳的结构。

关键词 光学器件 矩形受限光子晶体 光子禁带 矩形尺寸 单模传输

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用于高功率飞秒脉冲传输的空心单模Bragg光纤 被引量：3

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作者 李杨 廖同庆 +3 位作者 刘道军 井保密 吕晓光 严艺 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期171-176,共6页

针对超强能量密度的飞秒脉冲很难在传统光纤中传输的情况,设计了一款用于高功率飞秒脉冲传输的空心单模Bragg光纤。首先基于一维光子晶体的光子禁带特性选择了制作空心Bragg光纤的材料,接着利用光学软件FDTD Solutions分析了光纤各结构... 针对超强能量密度的飞秒脉冲很难在传统光纤中传输的情况,设计了一款用于高功率飞秒脉冲传输的空心单模Bragg光纤。首先基于一维光子晶体的光子禁带特性选择了制作空心Bragg光纤的材料,接着利用光学软件FDTD Solutions分析了光纤各结构参数对光纤模式的影响,并对传输特性进行了分析。随后,通过在光纤包层中引入缺陷层的方法对其进行了进一步的优化,有效调控了该款光纤的色散曲线分布。经全带宽扫描可知,该款空心Bragg光纤单模传输的带宽达100 nm,完全满足了100 fs光脉冲的传输要求。 展开更多

关键词 空心Bragg光纤 高功率飞秒脉冲 单模传输

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双包层太赫兹光子晶体光纤的传输特性 被引量：1

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作者 胡守重 侯尚林 +2 位作者 刘延君 王道斌 雷景丽 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期845-851,共7页

为了在太赫兹波段实现远距离宽频带传输,设计了一种具有低吸收损耗的环烯烃共聚物（COC）作为基底材料双包层太赫兹光子晶体光纤。利用全矢量有限元法及模式选择理论,数值模拟了该光纤的单模传输范围、限制损耗、色散以及有效模场面积... 为了在太赫兹波段实现远距离宽频带传输,设计了一种具有低吸收损耗的环烯烃共聚物（COC）作为基底材料双包层太赫兹光子晶体光纤。利用全矢量有限元法及模式选择理论,数值模拟了该光纤的单模传输范围、限制损耗、色散以及有效模场面积等特性。结果表明：优化结构参数可使在1-10 THz范围内基模限制损耗小于0.1 dB/m,二阶模限制损耗大于1 dB/m。因此可以获得1-10 THz的宽频带单模传输并且在1.5-10 THz内群速度色散可以控制在±0.1 ps/（THz·cm）。 展开更多

关键词 太赫兹波 光子晶体光纤 单模传输 损耗 色散

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1THz基于聚合物的混合传输结构的设计与仿真

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作者 翁祎 刘晓宇 +1 位作者 周静涛 张勇 《微波学报》 CSCD 北大核心 2020年第S01期298-301,共4页

针对THz频段传统传输结构传输损耗大,加工精度需求高的问题,本文提出了一种基于聚合物支撑的悬置微带和波导腔体的混合传输结构,此结构减少了THz信号平面传输时的损耗,最大程度的增大了物理尺寸,保证了信号单模传输的同时降低了腔体加... 针对THz频段传统传输结构传输损耗大,加工精度需求高的问题,本文提出了一种基于聚合物支撑的悬置微带和波导腔体的混合传输结构,此结构减少了THz信号平面传输时的损耗,最大程度的增大了物理尺寸,保证了信号单模传输的同时降低了腔体加工的工艺难度,使得大于1THz太赫兹信号低损耗平面传输成为可能。本文对此结构在0.75-1.1THz频段内的传输特性进行了高频电磁仿真,在屏蔽腔尺寸为60umX70um的情况下,损耗为48-60Np/m,S12为-1.88—-2.8dB,传输特性与空气介质带状线相似,远优于3um薄膜微带传输结构。本文对四种不同介质的结构进行了仿真和对比,并且对结构中支撑金属的位置对于传输特性的影响等也做了详细讨论。本结构的提出有望解决TMIC电路在大于1THz传输损耗过大的难题,为未来TMIC电路设计制作提供有力支持。 展开更多

关键词 传输线 传输损耗 单模传输

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4×100 Gbit/s少模光纤长距离准单模双向传输的实验研究 被引量：14

11

作者 李超 赵健 +5 位作者 王伟 杨志群 王震 米瑞龙 余丽垚 李桂芳 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期279-284,共6页

针对单模光纤的容量极限问题,利用少模光纤实现了4×100Gbit/s的双偏振正交相移键控交叉复用的长距离准单模双向传输,达到了1700km的传输距离。对系统中多径干扰(MPI)和二次瑞利散射(DRS)分别进行了研究。利用301个抽头的恒模算法... 针对单模光纤的容量极限问题,利用少模光纤实现了4×100Gbit/s的双偏振正交相移键控交叉复用的长距离准单模双向传输,达到了1700km的传输距离。对系统中多径干扰(MPI)和二次瑞利散射(DRS)分别进行了研究。利用301个抽头的恒模算法有效补偿了长距离传输过程中的MPI损伤,使系统的传输性能提高了约1dB。使用波形整形器有效抑制了DRS导致的信号质量劣化。结果表明,这些处理方法可将系统的传输距离从1400km延长到1700km。 展开更多

关键词 光通信 准单模传输 多径干扰 二次瑞利散射 CMA算法 波形整形器

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聚合物阵列波导光栅复用器关键技术的研究 被引量：5

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作者 赵禹 马春生 +5 位作者 张大明 陈开鑫 王菲 崔占臣 刘式墉 衣茂斌 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期417-420,共4页

介绍了阵列波导光栅 (AWG)复用器的工作原理 ;运用光栅衍射理论和马卡提里近似法 ,对中心波长为 1.5 5 μm ,波长间隔为 1.6nm的聚合物AWG进行参量设计 ,通过数值模拟验证了设计的正确性 用甲基丙烯酸甲酯类聚合物对AWG的制备工艺进行... 介绍了阵列波导光栅 (AWG)复用器的工作原理 ;运用光栅衍射理论和马卡提里近似法 ,对中心波长为 1.5 5 μm ,波长间隔为 1.6nm的聚合物AWG进行参量设计 ,通过数值模拟验证了设计的正确性 用甲基丙烯酸甲酯类聚合物对AWG的制备工艺进行了研究 ,用铝作掩模制作了聚合物光波导 ,测试结果表明在 1.5 5 展开更多

关键词 聚合物阵列波导光栅复用器 工作原理 参量设计 数值模拟 聚合物光波导 单模传输 光纤通信 铝掩膜

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光纤波导传光模式及其特性 被引量：1

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作者 雷前召 何冰 +3 位作者 董康军 张修兴 张宁宁 吴振森 《济南大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第3期297-301,306,共6页

将光纤波导内矢量场经简并处理后转化为波导内的线偏振模式,求解柱面坐标系下标量场的波动方程,得到线偏振模式的贝塞尔特征方程;利用线偏振模式的贝塞尔函数解,模拟光纤波导横截面场强分布,分析场强分布特征。结果表明:线偏振模式的贝... 将光纤波导内矢量场经简并处理后转化为波导内的线偏振模式,求解柱面坐标系下标量场的波动方程,得到线偏振模式的贝塞尔特征方程;利用线偏振模式的贝塞尔函数解,模拟光纤波导横截面场强分布,分析场强分布特征。结果表明:线偏振模式的贝塞尔特征方程决定了线偏振模式的截止、远离截止条件,特征方程还包含传播系数,特征方程的这些属性显示在各自的曲线图中,进一步确定光纤波导内的传播模式及其基本特征、单模传输条件,所得结果与波导内矢量精确场相匹配;线偏振模式的场强分布模拟结果与贝塞尔函数曲线的截止、远离截止,与传播系数曲线分析的传播模式特征完全吻合,结果更直观,特征更明显。 展开更多

关键词 单模传输 截面场强分布 场强分布模拟 线偏振模式 特征方程 传播系数

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聚合物阵列波导光栅波分复用器中波导的弯曲损耗

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作者 马春生 王菲 +1 位作者 崔占臣 刘式墉 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第0Z2期173-178,共6页

本文对聚合物阵列波导光栅(AWG)波分复用器中波导的弯曲损耗进行了理论分析。为了使AWG器件中单模传输时波导的弯曲损耗尽量地减小，结合计算实例对波导的弯曲半径、弯曲角度和弯曲弧长等几何参量的选择进行了适当的讨论。

关键词 聚合物阵列波导光栅 AWG 波分复用器 弯曲损耗 单模传输 弯曲半径 弯曲角度 弯曲弧长 光通信

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双锥型五模材料低频声波调控及参数设计 被引量：2

15

作者 潘宇雄 徐峰祥 牛小强 《应用声学》 CSCD 北大核心 2022年第5期765-775,共11页

为有效控制噪声并进行声波调控,构造了双锥区域为TC4钛合金、节点区域为硫化橡胶的六边形排列双锥五模材料,进行能带分析发现其具有较窄的低频声子带隙和单模传输区域。为提高五模材料的低频声波调控性能,设计了正方形和三角形排列构型... 为有效控制噪声并进行声波调控,构造了双锥区域为TC4钛合金、节点区域为硫化橡胶的六边形排列双锥五模材料,进行能带分析发现其具有较窄的低频声子带隙和单模传输区域。为提高五模材料的低频声波调控性能,设计了正方形和三角形排列构型,结果表明三角形排列的双锥五模材料带隙的频率更低,带宽更宽,且具有单模传输性能和较好的五模特性。此外分别探究了五模材料构型的材料参数(包括双锥区和节点区的密度、泊松比和杨氏模量)以及几何参数(包括双锥宽和节点半径的变化)对带隙及单模传输区域的影响,得到带隙和单模传输区的变化规律,选择密度较轻的填充材料、较小的双锥宽和较大的节点半径不仅可以提高低频声波调控性能,而且可以降低结构质量,提高结构的稳定性。该文结果对用于低频声波传播调控的五模材料的构型和参数的设计具有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 五模材料 声子带隙 单模传输 声波调控

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用于高温测量的蓝宝石光纤光栅的制备研究 被引量：5

16

作者 吴天 隋广慧 《计测技术》 2015年第6期10-13,60,共5页

针对蓝宝石光纤的制作、蓝宝石光纤包层材料的选取与制作、蓝宝石光纤上光栅的制作及蓝宝石光纤光栅通过降低模式从而实现单模传输等问题,调研相关文献后,介绍了激光加热焊台生长法、边缘限定薄膜供料生长法两种蓝宝石光纤制作方法,和... 针对蓝宝石光纤的制作、蓝宝石光纤包层材料的选取与制作、蓝宝石光纤上光栅的制作及蓝宝石光纤光栅通过降低模式从而实现单模传输等问题,调研相关文献后,介绍了激光加热焊台生长法、边缘限定薄膜供料生长法两种蓝宝石光纤制作方法,和直接在蓝宝石光纤表面制作包层、质子/离子植入和退火处理、化学沉积法、浸铸法等蓝宝石光纤包层的可能制作方法,且用刻刀刻划技术、等离子刻蚀技术、飞秒激光加工技术刻制蓝宝石光纤光栅以及通过弯曲光纤、将蓝宝石光纤直径做小和与单模光纤连接来控制蓝宝石光纤传输模式以达到单模传输。 展开更多

关键词 蓝宝石光纤 生长法 包层制作 单模传输

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中红外大模场单模全固态硫系光子晶体光纤 被引量：1

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作者 李宁哲 贾金升 +8 位作者 张敏 王煜泽 肖峰 黄庆 白胜闯 Vladimir Shiryaev 戴世勋 聂秋华 王训四 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第17期240-248,共9页

针对当前硫系光纤难以同时实现高功率传输与高光束质量的问题,通过COMSOL软件仿真模拟光纤性质,设计出了满足单模传输需要且具有大模场面积的光子晶体光纤(PCF)的结构参数。所设计的光纤在1.5~10μm的波长范围内满足高阶模(LP_(11))与基... 针对当前硫系光纤难以同时实现高功率传输与高光束质量的问题,通过COMSOL软件仿真模拟光纤性质,设计出了满足单模传输需要且具有大模场面积的光子晶体光纤(PCF)的结构参数。所设计的光纤在1.5~10μm的波长范围内满足高阶模(LP_(11))与基模(LP_(01))的限制损耗比大于10~2的单模条件,且光纤基模的有效模面积在波长2μm处约为5362μm^(2)。根据仿真模拟的结构参数,探索出新型动、静态蒸馏相结合的技术,制备出高纯硫系玻璃,结合新型的挤压-堆积法,制备出基于全硫系玻璃的全固态大模场单模光子晶体光纤。该光纤在波长1.55μm处的近高斯光能量分布特征验证了其单模特性;同时在弯曲半径为14 cm的1.5 m长的光纤中观察到低弯曲损耗为1 dB,与仿真结果基本一致,表明此全固态光子晶体光纤具有出色的单模传输和抗弯性能,在中红外高能激光传输方面具备一定的应用潜能。 展开更多

关键词 光纤光学 中红外 全固态光子晶体光纤 硫系玻璃 大模场面积 单模传输

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双层孔大模场微结构光纤的模式特性分析

18

作者 李裕蓉 陈明阳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1412-1415,共7页

本文分析一种由两层低折射率孔组成的大模场光纤的模式特性.采用多极法和有限元方法数值计算并分析了内层孔与外层孔尺寸变化对光纤基模与高阶模的束缚损耗与弯曲损耗的影响,设计获得了一种具有较高的高阶模和基模损耗比同时允许一定程... 本文分析一种由两层低折射率孔组成的大模场光纤的模式特性.采用多极法和有限元方法数值计算并分析了内层孔与外层孔尺寸变化对光纤基模与高阶模的束缚损耗与弯曲损耗的影响,设计获得了一种具有较高的高阶模和基模损耗比同时允许一定程度弯曲的大模场光纤.结果表明:当内层孔直径为34μm,外层孔直径为24μm时,其基模束缚损耗为0.000 17dB/m,而高阶模束缚损耗为1.39dB/m;光纤的基模模场面积为2 150.9μm2,当弯曲半径为1.2m时,弯曲损耗为0.106dB/m. 展开更多

关键词 大模场光纤 束缚损耗 单模传输

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大模场抗弯曲全固态光纤的结构设计

19

作者 杨松 佘雨来 +2 位作者 杜浩 张文涛 容建峰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期282-291,共10页

提出了一种具有对称结构的大模场面积和低弯曲损耗的新型结构光纤,运用全矢量有限元法结合完美匹配层边界条件分析了光纤特性。该光纤由纤芯中的梯形折射率环和包层中的多层下陷层组成,仿真结果显示该光纤具有低弯曲损耗大模场单模传输... 提出了一种具有对称结构的大模场面积和低弯曲损耗的新型结构光纤,运用全矢量有限元法结合完美匹配层边界条件分析了光纤特性。该光纤由纤芯中的梯形折射率环和包层中的多层下陷层组成,仿真结果显示该光纤具有低弯曲损耗大模场单模传输的特性。对比分析了梯形谐振环、矩形谐振环、三角形谐振环结构光纤的弯曲损耗以及电场模式分布,实验结果显示梯形折射率环更具优越性。多层下陷层结构将模场限制在纤芯中,下陷层的数量大于2时模场面积基本上保持不变。研究结果表明,在波长为1550 nm、弯曲半径为20 cm时,基模(FM)弯曲损耗只有0.056868 dB/m,而高阶模(HOMs)损耗为3.58 dB/m,有效模场面积可达2313.67μm^(2)。该光纤对弯曲方向不敏感,在高功率光纤激光器放大器等光通信器件领域具有广阔的发展前景。 展开更多

关键词 光纤设计 大模场面积 有限元分析 弯曲损耗 单模传输

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国际海缆发展小史 被引量：1

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作者 陈育平 《电信科学》 1985年第2期63-,共1页

1951.11.英国铺设成功穿越多佛尔海峡的电报海缆线路。这是世界上第一条海底电缆线路。1866.7. 英国又铺设了穿越大西洋的电报海缆。1902. 英国铺设绕世界一周、连接各英联邦国家的电报海缆网“All Red Route”。1903. 美国铺设成功旧金... 1951.11.英国铺设成功穿越多佛尔海峡的电报海缆线路。这是世界上第一条海底电缆线路。1866.7. 英国又铺设了穿越大西洋的电报海缆。1902. 英国铺设绕世界一周、连接各英联邦国家的电报海缆网“All Red Route”。1903. 美国铺设成功旧金山-夏威夷-关岛-马尼拉的电报海缆。1966.8. 日本和美国联合铺设了东京-关岛的电报海缆。1956.9. 美国研制成功采用可挠型海缆中继器的双股式深海用同轴海缆,用SB方式。 展开更多

关键词 海底电缆 多佛尔海峡 美国研制 英联邦国家 小史 话路 加那利群岛 宋岛 海底光缆 单模传输

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