D型光纖的特性分析ppt課件

1、；.1 1D D型光纖傳輸特性及其折射率傳感特性仿真型光纖傳輸特性及其折射率傳感特性仿真；.2 2主要內(nèi)容主要內(nèi)容D D型光纖簡(jiǎn)介型光纖簡(jiǎn)介建立仿真模型建立仿真模型D D型光纖模場(chǎng)分析型光纖模場(chǎng)分析D D型光纖光柵特性分析型光纖光柵特性分析D D型光纖雙折射分析型光纖雙折射分析結(jié)論結(jié)論；.3 3D D形光纖的誕生背景形光纖的誕生背景倏逝場(chǎng)：光纖中的導(dǎo)模在纖芯和包層的分界面上產(chǎn)生全反射，大部分能量都集中在纖芯中，但是有一部分能量會(huì)滲透到包層和外界環(huán)境中去，它是一種強(qiáng)度沿光纖徑向呈指數(shù)衰減的電磁波，因此稱(chēng)其為光纖的倏逝場(chǎng)。纖芯越接近外界環(huán)境，越多的能量就會(huì)滲透出去，外界與光纖的相互作用也就越強(qiáng)。由

2、于D型光纖結(jié)構(gòu)具有非圓對(duì)稱(chēng)性，它的纖芯比常規(guī)單模光纖更接近外界環(huán)境，所以外界與光纖的相互作用比普通單模光纖強(qiáng)。 這使得 D 型光纖可以應(yīng)用于能量耦合、 折射率傳感、彎曲傳感等許多場(chǎng)合。；.4 4D D形光纖結(jié)構(gòu)形光纖結(jié)構(gòu)圖1 D形光纖的橫截面示意圖。圖2 自制的D形光纖橫截面的電鏡掃描圖，直徑為127um，高度為81.1um李杰. 新型D型少模光纖Bragg光柵的特性及其在折射率測(cè)量中的應(yīng)用. 2006.；.5 5D D形光纖結(jié)構(gòu)形光纖結(jié)構(gòu)圖圖3 3 聚合物聚合物D D形光纖的結(jié)構(gòu)類(lèi)型形光纖的結(jié)構(gòu)類(lèi)型埋入型突出型曝露型Buried D-Fiber. The core is situated a

3、 specified distance beneath the flat surface of the fiberExposed D-Fiber. The flat surface of the fiber cuts across the core, exposing itRaised D-Fber.The fibers core sits raised to your specification above the flat side of the fiber ；.6 6D D型光纖制作技術(shù)型光纖制作技術(shù)通過(guò)研磨的方法將常規(guī)單模光纖的部分包層去除。優(yōu)點(diǎn)：不存在與單模光纖熔接損耗問(wèn)題，并且制作

4、非常方便，僅需要合適的光纖側(cè)面研磨工具;缺點(diǎn)：光纖研磨長(zhǎng)度通常都比較短，表面平整度、一致性也較差，制作效率低，一般用于實(shí)驗(yàn)室少量制作。研磨常規(guī)單模光纖預(yù)制棒的包層，使其橫截面成為所設(shè)計(jì)的D形，然后拉絲直接制得D形光纖。優(yōu)點(diǎn)：能夠制得任意長(zhǎng)度的D形光纖，而且光纖表面的平整度、一致性很好;缺點(diǎn)：與常規(guī)單模光纖熔接耦合損耗較大，而且設(shè)備昂貴，一般適合光纖制造企業(yè)批量生產(chǎn)。陳哲，沈麗達(dá)，江沛凡等.光纖側(cè)邊拋磨裝置及其工藝方法陽(yáng)p.；.7 7D D型光纖模型型光纖模型 采用加拿大Apollo光子公司出品的APSS波導(dǎo)分析和設(shè)計(jì)軟件來(lái)進(jìn)行模擬分析D型光纖，建立的模型如圖4所示，模型采用半結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，纖芯半徑

5、4.5um ，纖芯折射率 1.449222，包層折射率1.444024 ，工作波長(zhǎng)1550nm，光纖置于折射率設(shè)為1.33的環(huán)境中，光纖的外直徑為125 um。圖4 APSS建立D型光纖模型；.8 8D D型光纖模場(chǎng)特性型光纖模場(chǎng)特性圖5 LP01Ex的場(chǎng)分布圖。(a) d=0; (b) d=4.5um(a)(b)；.9 9D型光纖光柵 光柵的Bragg波長(zhǎng)為： B=2neff用于測(cè)折射率時(shí)，波長(zhǎng)漂移量： B=2neff 其中，為光柵周期，neff為光纖有效折射率， neff為光纖有效折射率的變化量。；.1010D D型光纖光柵型光纖光柵 利用APSS仿真得到光纖的有效折射率，再利用FOGS-

6、BGFOGS-BG軟件仿真，軟件仿真，光柵周期 取為 535.889 nm （1/2 掩膜板周期）。我們仿真時(shí)選擇的固定波長(zhǎng)為 1550nm。得到：u中心波長(zhǎng)漂移量與d的關(guān)系u中心波長(zhǎng)漂移量與外環(huán)境折射率n3的關(guān)系；.1111中心波長(zhǎng)漂移量與d的關(guān)系 圖6 中心波長(zhǎng)與d的關(guān)系。(a)(b)；.1212中心波長(zhǎng)漂移量與d的關(guān)系 圖7 n3從1.33到1.4，中心波長(zhǎng)漂移量與d的關(guān)系。；.1313中心波長(zhǎng)漂移量與外環(huán)境折射率n3的關(guān)系圖8 中心波長(zhǎng)隨外環(huán)境折射率n3的變化。；.1414中心波長(zhǎng)漂移量與外環(huán)境折射率n3的關(guān)系圖9 中心波長(zhǎng)漂移量隨外環(huán)境折射率n3的變化。；.1515D D型光纖的雙折

7、射效應(yīng)型光纖的雙折射效應(yīng) 波導(dǎo)雙折射是由于波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的非圓對(duì)稱(chēng)性，使兩個(gè)偏振方向（x和 y）激勵(lì)時(shí)模式的傳播常數(shù)不相等（x y）所引起。2effnpbl=歸一化雙折射率:；.1616D D型光纖的雙折射效應(yīng)型光纖的雙折射效應(yīng)圖10 歸一化雙折射率隨d的變化（n3=1.33）.；.1717D D型光纖的雙折射效應(yīng)型光纖的雙折射效應(yīng)圖11 歸一化雙折射率隨外環(huán)境折射率n3的變化(d=0)。；.1818D D型光纖的雙折射效應(yīng)型光纖的雙折射效應(yīng)圖12 歸一化雙折射率隨傳輸波長(zhǎng)的變化（n3=1.33，d=0）.；.1919結(jié)論結(jié)論u d越?。ǜg越厲害），中心波長(zhǎng)漂移越厲害。u 外環(huán)境折射率越大，中心波長(zhǎng)漂移隨外環(huán)境折射率 的變化率越明顯。u d越?。ǜg越厲害），入射波長(zhǎng)越長(zhǎng)，外界折射 率越小，歸一化雙折射率越大，雙折射現(xiàn)象越明顯。u d