侧边抛磨光纤波导的传输特性的仿真分析

【作者】 曾应新； 陈哲； 江沛凡； 李丰丽；

【机构】 暨南大学光电工程系；

【摘要】 本文用三维有限差分光束传输法计算了侧边抛磨光纤波导的光功率传输特性。分析了侧边抛磨光纤波导中的模场分布,得到的结论是在侧边抛磨光纤中,光波场是以多模形式传输的。同时计算了侧边抛磨光纤在不同的结构参数及聚合物折射率参数下的光功率传输特性,分析了光纤抛磨长度,抛磨后剩余包层厚度、聚合物涂层的折射率这三个参数对抛磨光纤器件的功率传输特性的影响。研究表明,在涂覆折射率一定的聚合物材料的侧边抛磨光纤中,在剩余包层厚度一定的情况下,光在不同抛磨长度的抛磨光纤中传播相同的距离时,光功率的分布曲线形状完全相同;在折射率相同的聚合物材料中以及在空气中,当光纤的抛磨长度越长时,侧边抛磨光纤波导的光功率衰减越大。研究还表明当抛磨长度小于9mm时,光功率衰减随剩余包层厚度的增大单调递减;而当抛磨长度大于9mm 时,在剩余包层厚度小于3 μm范围内,光功率衰减随剩余包层厚度的变化存在振荡起伏,在剩余包层厚度大于3 μm时,衰减随剩余包层厚度的增大而单调递减。研究工作还指出,当聚合物材料折射率小于光纤纤芯的折射率时,光功率衰减近似为零,而当聚合物折射率靠近至等于纤芯折射率时,光功率衰减逐渐增大至最大值,当聚合物折射率由纤芯折射率逐渐增大时,光功率衰减由最大值逐渐变小。更多还原