北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院， 北京 100191
主要研究了保偏光纤与Y型波导输入端的对准耦合。基于模场重叠积分法，数值计算5个自由度上的对准偏差对耦合损耗的影响，并设计了一种基于数字图像的实验方案。仿真与实验结果吻合较好,证明该实验方案可行。结果表明：横向位错X和Y对耦合损耗的影响最大，纵向间距Z对耦合损耗的影响较小，而角度α和β变化时产生的耦合损耗主要是由附加横向位移引起的，单纯的角度变化对耦合损耗的影响极小。若要求对准偏差损耗低于0.5 dB，则横向位错与纵向间距的容差范围分别为-1~1 μm和-20~20 μm。本研究为后续自动耦合系统的研究提供参考。
光纤光学 保偏光纤 Y型波导 耦合损耗 对准偏差 中国激光
2018, 45(11): 1106005
1 上海大学 1. 特种光纤与光接入网省部共建重点实验室
2 2. 通信与信息工程学院, 上海 200072
基于耦合模理论, 数值仿真了两种耦合结构(FW和WF)下的耦合损耗随锥形光波导芯层尺寸的变换规律; 进一步分析了两种耦合结构下锥形光波导端面粗糙度对其模式耦合损耗特性的影响, 表明不同模式其端面散射损耗不同; 实验结果表明, 锥形光波导的输入端芯层尺寸、输出端芯层尺寸及光波导长度, 对FW结构下的耦合损耗影响较小, 对WF结构下的耦合损耗影响较大。
锥形光波导 耦合损耗 粗糙度 光背板互连 tapered optical waveguide coupling loss roughness interconnection of optical printed circuit boards
南京工业大学, 电气工程与控制科学学院, 江苏 南京 211816
分析了由菲涅尔反射、中心点偏移引起的耦合损耗.提出了一种新的方法——用T型金属管作为光子晶体光纤和单模光纤的连接器.计算了从单模光纤到光子晶体光纤方向以及从光子晶体光纤到单模光纤方向的最佳耦合距离, 分别为15 μm和25 μm, 实验证明了结论的可靠性.与传统的检测方法相比, 采用光子晶体光纤的检测方法使得拉曼信号得到明显增强. 以氮气为背景气, 采用氧气肯定了光子晶体光纤同拉曼检测技术相结合后在气体检测方向的应用前景.
空芯光子晶体光纤 单模光纤 耦合损耗 菲涅尔反射 气体检测 hollow-core photonic crystal fiber single mode fiber coupling loss Fresnel reflection gas detection
1 中国科学院 电子学研究所, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100190
为了研发紧凑型的射频波导CO2激光器并探究影响其输出性能的因素, 采用平行平面腔内电极结构, 设计并研制了一台射频激励矩形波导CO2激光器。实验中采用透过率为20%的输出镜, 在工作气压14kPa下, 得到12W的最大激光输出功率, 电光转换效率达到9.4%。结果表明, 工作气压和射频输入功率是影响激光输出性能的最主要因素。该研究取得了预期的实验结果, 对国内今后此类器件的研究具有很好的借鉴意义。
激光器 射频波导CO2激光器 耦合损耗 输出功率 电光转换效率 lasers radio frequency-excited waveguide CO2 laser coupling loss output power electron-photon conversion efficiency
华南理工大学 机械与汽车工程学院, 广东 广州 510640
针对脆性石英玻璃的微加工, 利用自主研发的金刚石砂轮微尖端修整工艺, 研发了光纤阵列石英玻璃微V槽磨削技术。分析了60°的微V槽形状偏差对光纤耦合损耗的影响, 然后, 研究了砂轮微尖端的误差补偿修整工艺。最后, 实验分析了微V槽的磨削精度。理论分析显示: 微V槽角度、间距和宽度的偏差分别控制在±0.42°、±1.04 μm和±1.2 μm以内时, 耦合损耗小于0.5 dB。实验结果表明: 开发的数控磨削工艺可加工高精度的60°微V槽阵列; 采用数控轨迹和角度补偿修整后, 砂轮微尖端半径可平均达到10.46 μm, 角度精度为(60±0.22)°; 对石英玻璃进行微磨削后, 微V槽的角度偏差达到0.4°, 尖端半径为10.5 μm, 宽度偏差为0.3 μm, 间距偏差为0.5 μm, 可保证光纤阵列的精密对接。
光纤石英玻璃 光纤阵列 微V槽 微磨削 金刚石砂轮 微尖端 耦合损耗 optical fiber quartz glass optical fiber array micro V-groove micro-grinding diamond wheel micro-tip coupling loss
清华大学 信息科学与技术国家实验室(筹), 北京 100084
半导体光调制器波导的输出模斑通常是直径为2~3μm的椭圆形, 与光纤进行耦合时会因模斑不匹配而产生严重的耦合损耗, 并影响对准容差。为降低光纤与调制器波导的耦合损耗, 同时改善对准容差, 设计了两种应用于光调制器中的模斑变换器(Spot-size Converter), 通过仿真对其传输损耗和模场耦合效率进行了比较, 其中采用混合结构的模斑变换器具有更优的性能。
模斑变换器 耦合损耗 对准容差 数值仿真 spot-size converter coupling loss alignment tolerance numerical simulation
南京邮电大学光电工程学院, 江苏 南京 210023
用光波导理论分析了视网膜中央凹视锥细胞椭球体的光学作用, 发现中央凹视锥细胞椭球体能够有效减小中央凹视锥细胞内段的肌样体和外段之间的耦合损耗; 能够匹配中央凹视锥细胞内段的肌样体和外段的模场, 具有模场尺寸转换器的作用; 椭球体的存在是中央凹视锥细胞实现高灵敏度和高分辨率的选择。
视锥细胞 椭球体 耦合损耗 cone ellipsoid coupling loss
1 淮阴工学院电子与电气工程学院, 江苏 淮安 223002
2 淮北师范大学物理与电子信息学院, 安徽 淮北 235000
基于气相传输法制备纳米管、纳米棒和纳米帽等具有六方对称截面的不同形貌纳米氧化锌样品.应用扫描电镜、X射线衍射谱和高分辨率透射电镜进行结构表征后,室温下以中心波长355、800、1150 nm纳秒脉冲激光激发，研究径向尺寸和纵向形貌对样品回音壁模光致辐射特性的影响.实验发现纵向结构均匀、径向尺寸相近的纳米管与纳米棒具有相近的辐射特性；随着径向尺寸增加,受激辐射有明显的低阈值化趋势。与上述棒状、管状结构相比较,较细纵杆支撑较大顶部的帽状结构样品中在其顶部易获得更低阈值回音壁模单光子受激辐射、双光子和三光子吸收的上转换辐射。仿真研究与理论分析表明，腔内光场局域性、横向场与纵向模耦合损耗是样品发光特性形貌依赖的主要物理机制。
材料 氧化锌 回音壁模 模式耦合损耗 射线跟踪法 时域有限差分法 光学学报
2014, 34(s1): s116001
天津大学精密仪器与光电子工程学院 光电信息技术科学教育部重点实验室，天津 300072
平行光束经过有加工误差的 Dove棱镜后，在出射面往往会发生角度倾斜和离轴偏差，从而导致利用 Dove棱镜制成的光纤旋转连接器的传输耦合损耗增大。对于 Dove棱镜的加工误差在耦合损耗方面的影响，本文利用光线追迹的方法对其进行了理论及模拟分析。分析结果显示，由于加工误差带来的耦合损耗随着 Dove棱镜的底角误差及其锥体角误差的增加而增大。而后依据理论结果及光纤旋转连接器的需求，设计加工了 5块 Dove棱镜，测量了其耦合损耗，并对实验测量值进行了修正，进一步验证了理论的正确性。
Dove棱镜 加工误差 耦合损耗 光纤旋转连接器 Dove prism manufacturing error coupling loss optical rotary joint
