以二氧化硅为基材, 优化设计了一种圆空气孔六角点阵光子晶体光纤, 通过减小纤芯内层6个小空气孔以增加模场面积, 降低非线性系数. 采用时域有限差分法结合完美匹配层吸收边界条件, 对该光纤色散、非线性、约束损耗和基模模场与光纤结构参数之间的关系进行了数值分析. 结果表明, 该光纤呈现一定的超低损耗低非线性色散平坦特性, 其在最优结构参数下通信波长处的约束损耗小于10－7 dB·km－1, 在波长1.55 μm和1.31 μm处约束损耗分别为2.93×10－8 dB·km－1和7.33×10－10dB·km－1, 且波长从1.05 μm到1.65 μm色散值大约为0±1.7 ps·km－1·nm－1, 呈现双零色散点和较长波长范围的色散平坦特性. 在低损耗通信波长1.55 μm附近非线性系数约为4.88 km－1W－1. 该光纤呈现的超低损耗低非线性平坦色散能力, 可用于长距离大容量高速光通信系统.

报道了一种在光纤内部通过采用157 nm激光微加工一个自封闭法布里珀罗(F-P)腔而形成的在线式全光纤标准具。实验研究了这种标准具的应变和温度特性,结果表明,在标准具两固定点相距1 m的情况下,位移相移系数和位移谷值波长漂移系数分别为1 mrad/μm和5.2 pm/μm,曲线的线性度为99.92%;在18 ℃-500 ℃的温度范围内平均温度系数为0.13 mrad/℃和0.64 pm/℃,温度不敏感。实验证明该标准具有很好的传感特性,能满足各种应变测试的需要,如极好的条纹对比度(高达30 dB)、低温度交叉敏感、大规模生产的极大潜能、低成本和耐恶劣环境能力强等。

从修正的非线性Schr?dinger方程出发,采用变分法,导出了在三阶色散情况下超高斯型脉 冲参数随传输距离的演化方程组及其解, 讨论了三阶色散对光纤中不同锐度超高斯脉冲传输特性的影响。求出了振幅与脉宽、脉宽与啁啾、啁啾与频率及中心位置之间的 三个解析约束关系,得出了脉宽随传输距离演化的解析解,用龙格-库塔法进行数值求解描绘了不同锐度下三阶色散对光纤中超高 斯脉冲脉宽的影响。结果表明:振幅和脉宽满足绝热特性,色散系数增大到0.3或脉冲前后沿锐度系数 m≥3时,脉冲信号便会明显地展宽,其周期也大幅度地变大。

利用空芯光纤制作的法布里珀罗(Fabry-Pérot,F-P)干涉传感器具有较低的温度敏感性,由于传感器干涉光光程差与空芯光纤制作的F-P干涉腔腔内介质折射率有直接依赖关系,提出在空芯F-P干涉传感器的腔内填充一种具有较强吸水性的新型纳米复合水凝胶从而构成一种温度低敏感的微型湿度计。当水凝胶通过吸收空气中的水蒸汽而使自身的折射率发生变化时,就会导致F-P腔干涉光的光程差发生变化,通过检测这一光程差的变化就可实现对环境相对湿度的测量。实验结果表明,填充自制的水凝胶,在38%-98%的相对湿度变化范围内,传感器的光程差从608.7180 μm变化到了604.0488 μm,在水凝胶折射率变化范围内,其光程差与相对湿度的灵敏度为77.82 nm/(1%)。

镀膜相移长周期光纤光栅(PS-LPFG)由于其结构及设计的灵活性可以改善光纤光栅的滤波特性。运用传输矩阵法,讨论了在镀膜PS-LPFG中不同位置引入单个相移、多个π相移时传输谱的滤波特性。研究发现,引入单个π相移时,会在谐振波长两侧出现两个新的阻带;引入多个π相移时,两个主阻带峰间隔随相移个数的增多而增大。进一步研究表明,薄膜厚度可以更灵活地调节镀膜PS-LPFG传输谱损耗峰的位置及损耗峰大小。随着薄膜厚度的增加,两损耗峰的位置向短波长方向移动,当薄膜厚度增大到一定值后,损耗峰位置向长波方向发生较大突变,同时损耗峰峰值急剧减小,随后损耗峰又将向短波方向移动且峰值逐渐增大。波长较大的损耗峰变化滞后于波长较小的损耗峰。

采用时域有限差分法(FDTD)对介质柱构成的8重准晶光子晶体(PQCs)的带隙特性进行了研究,分别讨论了介质柱形状和对称度变化对带隙宽度、带隙对方向不敏感特性的影响。数值模拟和分析结果表明,当填充因子保持不变时,介质柱形状不会影响带隙对方向不敏感的特性;六边形、正方形和三角形介质柱构成的准晶光子晶体的带隙宽度分别是圆形介质柱带隙宽度的98.9%,97.8%和91.5%,带隙宽度随着介质柱对称程度的降低逐渐变窄,但变化可以忽略;带隙宽度随介质柱的椭圆率,即对称度的降低而变窄,但变化趋势平缓,即使椭圆率小至0.3,相对带隙仍然有5.9%。这些分析结果表明,8重准晶光子晶体的带隙对加工误差所引起的形状变形和轴长偏离都具有较高的稳定性。

文章基于掺铒光纤在1 550 nm波段的增益特性, 利用光纤光栅作为调谐装置, 设计了可调谐光纤光栅激光器的简单结构, 通过改变光纤光栅的温度对光纤激光器的波长进行了调谐。更重要的是实验分析了不同掺铒光纤长度对激光输出功率的影响, 在温度为25 ℃时, 实验中分别取10、20和30 m 3种不同光纤长度进行了测试, 结果表明, 不同长度的掺铒光纤, 其阈值不同。

采用全矢量平面波方法，以聚合物为基材，研究了矩形点阵微结构聚合物光纤的传输模场和偏振性质.结果发现，矩形点阵微结构聚合物光纤基模两个正交偏振态不再简并，模场呈现类矩形且具有较强的线偏振特性；该光纤模式双折射产生于包层孔结构分布的不对称性，减小包层纵向孔间隔和横向孔间隔之比η值，双折射明显增强，适当调节η，可在更宽频带范围内实现高双折射单模运行.

根据光波导理论，采用数值方法分析了单模锥形光纤锥区传输常数和光场分布的变化情况.采用分步傅里叶法数值求解广义的非线性薛定谔方程，对超短脉冲在锥区的传输演化进行了研究.结果表明:传输常数沿拉锥方向缓慢减小，在拉锥末端迅速减小; 在拉锥初始阶段，能量主要集中在纤芯中，“转换点”之后能量在纤芯和包层中重新分布，光强在拉锥末端变强; 脉宽小于80 fs的超短脉冲沿锥区传输时，沿拉锥方向，脉冲不断展宽，而当脉宽大于80 fs时，脉冲展宽不明显.

提出和展示了一个基于对称非线性光纤环镜的多波长光纤激光器。非线性光纤环镜的强度相关传输能有效地抑制均匀加宽增益介质掺铒光纤中的模式竞争, 从而使光纤激光器在室温下产生稳定的多波长输出, 实验实现了8个波长的多波长激光输出。另一方面, 实验中利用了在线型的双折射光纤滤波器, 它是一种新型的周期性梳状滤波器。实验研究了多波长输出光谱随抽运功率的演化, 结果表明, 抽运功率对多波长光谱的均匀性有较大影响。