传统光纤式压力传感装置由于结构及材料的限制, 其灵敏度难以进一步提升。基于马赫-曾德尔干涉传感原理, 设计一种掺杂型双芯光子晶体光纤(DC-PCF)横向压力传感结构。根据不同掺杂材料和光纤截面结构参数对压敏特性的影响, 分析压力灵敏度与光纤结构关系, 综合模场面积, 获得高压力灵敏度DC-PCF结构。仿真结果表明: 当入射传输波长为1550 nm、双芯光子晶体长度为6 cm时, 横向压力下X偏振压力灵敏度可达37.56 nm/MPa, Y偏振压力灵敏度可达35.27 nm/MPa。相对传统光子晶体横向压力传感器, 该传感结构的压力灵敏度提高了近60倍。

提出了一种基于环形芯铒离子部分掺杂光纤的涡旋光纤放大器。针对该掺铒光纤的放大特性, 研究了光纤长度、掺铒浓度与抽运功率对信号模式增益特性的影响。研究结果表明, 该光纤放大器能够支持22个轨道角动量模式稳定传输, 且C波段(1 530～1 565 nm)所有信号模式增益大于23 dB, 信噪比高于27 dB, 差分模式增益小于0.015 dB。所提出的基于环形芯光纤的涡旋光纤放大器具有支持轨道角动量模式数量多、差分模式增益低、信噪比高的优势, 对于OAM复用长距离传输系统中的在线放大具有重要参考价值。

提出了一种可以传输16个轨道角动量模式的光纤, 采用纤芯和环之间高掺杂(n=0.256)的缓变折射率环形光纤结构。通过有限元分析法进行仿真分析, 结果表明, 该光纤可以将简并模之间的有效折射率差提高到6.656×10-3, 减小了模式之间的耦合。同时, 由于光纤折射率的缓慢变化, 理论上模式纯度可达到100%, 从而能够有效地减小模间串扰。

研究了轨道角动量(OAM)模式在柚子型微结构光纤(MOF)中的传输。光纤纤芯周围存在一层直径为3 μm的柚子型空气孔, 由于空气孔与光纤纤芯之间存在较大的折射率差, 传输的光被局限在纤芯中, 从而形成稳定的传输模式。通过有限元法对光纤中的矢量本征模式进行模拟, 得到了模式的有效折射率和模场分布。结果表明, MOF在630 nm波长附近可支持10个OAM模式传输, 各模式间的有效折射率差达到0.01以上,较大的有效折射率差可抑制光纤中各模式间的相互耦合, 从而提高OAM模式在光纤中的传输性能。实验中利用特殊设计的光学旋涡达曼光栅对在光纤中传输1 m的OAM1,1和OAM-1,1模式进行解调。