提出并研究了空芯光子带隙光纤中表面模共振耦合效应和高温传感特性。实验上观测到光子带隙光纤中的表面模耦合效应,理论上诠释了该效应的产生原理。通过表面模耦合效应,对在光纤透射光谱中形成的多个共振峰进行温度和应变传感实验,观察到独特的温度和应变传感特性:共振峰在20~150 ℃之间低温不敏感,在150~260 ℃之间高温强度敏感。在150~260 ℃之间的温度敏感度达到-0.26 dB/℃,同时各处波长对温度不敏感;共振峰的强度和波长对应变不敏感。该空芯光子带隙光纤传感器解决了温度-应变之间交叉敏感的问题,可以有效实现高温环境下的强度实时检测,具有结构简单、使用方便等众多优点。
光学学报
2021, 41(13): 1306005
1 烽火通信科技股份有限公司, 武汉 430074
2 锐光信通科技有限公司, 武汉 430074
3 清华大学 电气工程系, 北京 100084
为支持光子轨道角动量(OAM)模式大容量通信传输, 文章探讨了新型OAM信号传输光纤的设计与制备技术, 满足大幅度提高通信系统频谱效率和容量对特殊光纤的需求。文章模拟和评估了OAM模式在不同波导结构光纤中的模式特性和传播效果, 研究结果表明, 提高芯—包层折射率差有利于高阶OAM模式传输, 降低了光纤内部的各种微扰。采用等离子体化学气相沉积工艺, 高精度实现了设计的折射率剖面, 并成功拉制了高质量的OAM光纤, 其支持50 km传输28个有效OAM通道的渐变折射率; 开发出了可支持96个有效OAM通道的三环芯层结构传输光纤。同时, 针对新型传输需求, 通过对精确制备技术进行模拟, 研究开发出了保偏型OAM传输光纤和OAM掺铒光纤等支持更多OAM模式稳定传输的新型光纤。
轨道角动量 渐变环形光纤 三环形光纤 保偏型轨道角动量光纤 OAM gradient ring fiber three ring fiber polarization-maintaining OAM fibers
1 烽火通信科技股份有限公司, 武汉 430074
2 锐光信通科技有限公司, 武汉 430074
保偏光纤是光纤陀螺的核心元件, 随着光纤陀螺对精度和小型化的需求越来越强烈, 光纤的外形尺寸在不断减小。针对在减小光纤外径的同时保持光纤的优异性能这一难题, 文章对细径保偏光纤的波导结构和双折射条件进行了理论研究, 提出了60/100 μm(包层/涂层)细径保偏光纤的波导结构设计方法, 实现了基于等离子体化学气相沉积工艺和特殊拉丝技术的细径保偏光纤研制, 并通过小弯曲条件和温度变化等大量环境试验, 对细径保偏光纤的可靠性进行了研究, 结果表明, 所研制的60/100 μm细径保偏光纤具有优越的性能和良好的可靠性, 可满足光纤陀螺的应用需求。
细径 保偏光纤 slim diameter PMF 60 μm 60 μm
1 烽火藤仓光纤科技有限公司, 武汉 430073
2 武汉邮电科学研究院, 武汉 430074
3 烽火通信科技股份有限公司, 武汉 430073
介绍了一种新型非光子晶体结构弯曲不敏感单模光纤的设计与制备.采用数值计算方法分析了光纤的下陷型波导结构,通过PCVD(等离子体化学气相沉积法)工艺获得了1 310 nm波长的模场直径为4.3 μm、1 550 nm波长的模场直径为5.4 μm的光纤样品,与G.652D光纤的双点接续损耗低至0.15 dB,满足普通跳线的接续要求.该样品在2.5 mm弯曲半径条件下弯曲10圈,其1 550 nm波长的弯曲损耗优化至0.01 dB,可适用于任何苛刻的FTTx应用环境,并有替代铜缆成为消费电子中理想传输介质的潜力,同时还可用于各种光电器件中.
超低弯曲损耗 有源光缆 光纤 光纤到户 ultra-low bending loss active optical cable optical fiber FTTH
1 光纤通信技术和网络国家重点实验室， 湖北 武汉 430074
2 烽火通信科技股份有限公司， 湖北 武汉 430074
首先介绍了G.657单模光纤制造技术的演进情况，然后提出采用“三步法”制造G.657弯曲不敏感单模光纤的工艺技术，设计并制造出两种类型的弯曲不敏感单模光纤。其中，G.657A2光纤在弯曲半径为7.5 mm时，1 550和1 625 nm波长的弯曲损耗分别为0.063和0.136 dB，1 383和1550 nm波长的衰减系数分别为0.272和0.188 dB/km；G.657B3光纤在弯曲半径为5 mm时，1 550和1 625 nm波长的弯曲损耗分别为0.067和0.122 dB，1 383和1 550 nm波长的衰减系数分别为0.276和0.182 dB/km。测试结果表明，该“三步法”预制棒技术能够生产出高抗弯、低损耗的小弯曲半径单模光纤，该光纤的关键技术指标均优于ITU-T国际标准。
光纤 弯曲不敏感 三步法 预制棒 制造 工艺 optical fiber bend-insensitive three-step method preform manufacture process
1 光纤通信技术和网络国家重点实验室, 湖北 武汉 430074
2 烽火通信科技股份有限公司, 湖北 武汉 430074
为了开发适合FTTH(光纤到户)应用的抗弯曲光纤, 设计并制备了一种12孔的空气石英复合微结构光纤。该光纤具备良好的抗弯曲特性, 并与G.652D光纤具有良好的兼容性, 在弯曲半径为2.5 mm的情况下, 1 550 nm弯曲附加损耗＜0.10 dB, 与G.652D单模光纤的熔接损耗＜0.15 dB。
微结构光纤 光纤到户 抗弯曲 micro-structured optical fiber FTTH anti-bending
光纤通信技术和网络国家重点实验室,烽火通信科技股份有限公司, 湖北 武汉 430074
开发出一种高性能保偏光纤的制造工艺,并制备出包层直径为80 μm的细径高性能保偏光纤。试验表明:该光纤具有优良的全温(-50 ℃~85 ℃)偏振串音性能,光纤全温串音变化典型值在3.23 dB,具有良好抗弯曲性能和良好的端面研磨性。
保偏光纤 光纤陀螺 特种光纤 光纤制备 polarization maintaining optical fibers fiber optical gyroscope specialty fiber optical fiber fabrication
1 光纤通信技术和网络国家重点实验室，湖北 武汉 430074
2 烽火通信科技股份有限公司，湖北 武汉 430074
开发了一种高性能PMF(保偏光纤)的制造工艺，并制备出包层直径为80 μm的细径高性能PMF。试验结果表明，该光纤具有优良的全温(－50～85 ℃)偏振串音性能，光纤全温偏振串音变化典型值为3.232 dB，具有良好的抗弯曲性能和良好的端面研磨性。
保偏光纤 光纤陀螺 特种光纤 制备 应用 PMF fiber-optic gyroscope specialty fiber fabrication application
