基于GIMF的空芯反谐振光纤与单模光纤低损耗熔接

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作者 马晓辉 李楚晨 +9 位作者 宋超 胡天豪 赵中斌 刘浩 张维 周勇 方文坛 陈小林 黄松 高伟清 《光电工程》 北大核心 2025年第1期2-8,共7页

本文提出了一种引入渐变折射率多模光纤作为过渡光纤的嵌套空芯反谐振光纤与单模光纤的低损耗熔接方法。使用渐变折射率多模光纤作为模场适配光纤,利用其自成像效应扩大单模光纤中的模场,实现了嵌套空芯反谐振光纤与单模光纤的模场匹配... 本文提出了一种引入渐变折射率多模光纤作为过渡光纤的嵌套空芯反谐振光纤与单模光纤的低损耗熔接方法。使用渐变折射率多模光纤作为模场适配光纤,利用其自成像效应扩大单模光纤中的模场,实现了嵌套空芯反谐振光纤与单模光纤的模场匹配。实验中探究了熔接时放电时间和放电功率对熔接损耗的影响。基于优化后的熔接方案,有效保护了嵌套空芯反谐振光纤熔接端面微结构的完整性,平均熔接损耗低至0.60 dB。实验结果对提高嵌套空芯反谐振光纤与现有光纤体系的兼容性提供了参考。 展开更多

关键词 空芯反谐振光纤 嵌套结构 模场匹配 渐变折射率光纤 单模光纤 熔接

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低损耗中红外复合材料空芯反谐振光纤

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作者 金宇龙 张鑫 +2 位作者 姚静远 顾帅 王璞 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第2期58-66,共9页

为进一步优化石英基空芯反谐振光纤在中红外3~5μm波段的传输损耗,提出一种中红外波段低损耗导光的复合材料空芯反谐振光纤结构,通过在石英基空芯反谐振光纤包层毛细管外侧添加中红外波段高透过率材料作为沉积层,进而降低其在中红外波... 为进一步优化石英基空芯反谐振光纤在中红外3~5μm波段的传输损耗,提出一种中红外波段低损耗导光的复合材料空芯反谐振光纤结构,通过在石英基空芯反谐振光纤包层毛细管外侧添加中红外波段高透过率材料作为沉积层,进而降低其在中红外波段的吸收损耗。利用有限元分析软件系统地研究了该结构中沉积层材料厚度占比、沉积层材料性质等因素对中红外波段复合材料光纤传输性能的影响。当复合材料空芯反谐振光纤的纤芯直径为120μm,石英层厚度为400 nm,沉积层为1022.98 nm厚的InF3材料时,复合材料空芯反谐振光纤在5μm波长处的传输损耗为0.83 dB/m,与谐振波长一致的同结构石英基空芯反谐振光纤相比传输损耗降低了~48.51%。证明该结构可实现中红外波段激光的低损耗传输,有望为中红外波段激光柔性传输提供新的解决方案。 展开更多

关键词 中红外光纤 空芯反谐振光纤 复合材料光纤 光纤结构设计

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反谐振空芯光纤光缆技术研究及应用

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作者 常彦彪 张成亮 +4 位作者 张贺 沈世奎 李勇 陈强 骆益民 《通信世界》 2025年第4期43-47,共5页

随着全球数据总量呈指数级增长,传统通信系统的传输容量难以满足更高的需求。随着光纤制作工艺的不断提升,传统实芯单模光纤可承载的容量已逼近其极限。而空芯光纤(HCF)利用空气芯导光,具备全波段低损耗、超低非线性、超低色散和超低时... 随着全球数据总量呈指数级增长,传统通信系统的传输容量难以满足更高的需求。随着光纤制作工艺的不断提升,传统实芯单模光纤可承载的容量已逼近其极限。而空芯光纤(HCF)利用空气芯导光,具备全波段低损耗、超低非线性、超低色散和超低时延等优良性能,是未来光纤通信产业升级的有力候选技术之一。 展开更多

关键词 空芯光纤 单模光纤 传输容量 全波段 低时延 光缆 数据总量 反谐振

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宽带单模空芯反谐振光纤结构设计及虚拟制备研究

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作者 郝玉婷 盛新志 +1 位作者 丁进敏 娄淑琴 《光电技术应用》 2024年第5期39-47,共9页

从制备可行性出发,在六管嵌套空芯反谐振光纤(hollow-core anti-resonant fiber,HC-ARF)包层管外添加连接管,提出一种单模、宽带且弯曲特性好的新型HC-ARF,并基于所构建的虚拟制备模型完成制备。在对六管嵌套HC-ARF包层结构改进的基础上... 从制备可行性出发,在六管嵌套空芯反谐振光纤(hollow-core anti-resonant fiber,HC-ARF)包层管外添加连接管,提出一种单模、宽带且弯曲特性好的新型HC-ARF,并基于所构建的虚拟制备模型完成制备。在对六管嵌套HC-ARF包层结构改进的基础上,建立起虚拟制备模型,完成制备工艺的优化探索,并讨论制备工艺参数的控制偏差对成纤工作特性的影响。所制光纤在1.40~1.65μm波长范围250 nm带宽内高阶模抑制比(high-order mode extinction ratio,HOMER)大于100,可保持单模传输,总损耗小于0.2 dB/km。最小损耗0.01 dB/km在1.50μm波长处且HOMER高达2626,弯曲半径不小于10 cm条件下损耗低于0.4 d B/km。制备分析结果表明,所提出的HC-ARF具有良好的宽带单模工作特性,并对制备工艺参数影响具有很好的鲁棒性。研究结果对于HC-ARF结构创新设计及制备技术发展,均具有重要的借鉴意义。 展开更多

关键词 空芯反谐振光纤 单模特性 宽带传输 光纤制备 光纤预制棒

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长距离空芯反谐振微结构光纤的制备研究 被引量：1

5

作者 郭娜 朱维震 +3 位作者 张慧嘉 杨鹏 庞璐 宁鼎 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期585-588,共4页

石英基空芯反谐振微结构光纤具有结构简单,高激光损伤阈值,带宽宽等显著优点。目前制备工艺是限制该光纤发展和应用的主要原因之一。常见报道中该种光纤的制备长度仅有几百米,为了提高制备效率,降低制备成本,增加单次制备长度,必须提高... 石英基空芯反谐振微结构光纤具有结构简单,高激光损伤阈值,带宽宽等显著优点。目前制备工艺是限制该光纤发展和应用的主要原因之一。常见报道中该种光纤的制备长度仅有几百米,为了提高制备效率,降低制备成本,增加单次制备长度,必须提高预制棒的尺寸,而较大尺寸的预制棒在制备和拉制时,对压力分区系统的制作和可靠性提出挑战。本文针对空芯反谐振微结构光纤的长距离制备工艺进行探索性研究,创新性提出全石英分区控压方式并进行低温拉制实验,采用一次拉制工艺成功实现单次制备长度为1.05 km的光纤,在波长3.5~5μm,实现损耗约10 dB/m。 展开更多

关键词 空芯反谐振光纤 中红外 分区控压 一次拉制工艺

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具有高双折射特性的空芯反谐振光纤

6

作者 丁金龙 丁丽莎 +1 位作者 戴子杰 陈明阳 《光通信技术》 北大核心 2024年第4期73-76,共4页

为了解决现有提高光纤双折射率方法中光纤结构复杂、制造难度大的问题,设计了一种具有高双折射特性的空芯反谐振光纤。光纤的包层由包层环、4个半管及半管内嵌套的1对小圆组成。采用有限元法分析了光纤的结构参数对其双折射、传输损耗... 为了解决现有提高光纤双折射率方法中光纤结构复杂、制造难度大的问题,设计了一种具有高双折射特性的空芯反谐振光纤。光纤的包层由包层环、4个半管及半管内嵌套的1对小圆组成。采用有限元法分析了光纤的结构参数对其双折射、传输损耗、限制损耗及吸收损耗的影响。仿真结果表明:改变半管直径对双折射的影响较小;通过调整光纤中水平方向与垂直方向半管的厚度差异,可以使光纤获得高双折射,在0.25 THz的宽频率范围内,双折射率大于1.5×10^(-4),同时保持传输损耗小于10 dB/m。 展开更多

关键词 高双折射 反谐振光纤 空芯光纤 太赫兹传输 有限元法

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低损耗紫外空芯反谐振光纤的设计与研究

7

作者 杨旭 杨博义 刘学胜 《光电技术应用》 2024年第2期27-30,共4页

通过仿真模拟设计了一种低损耗紫外空芯反谐振光纤。首先,基于有限元法,建立了紫外空芯反谐振光纤的理论模型。其次,通过调整光纤反射层和空气填充比例等参数,并采用反谐振效应控制光的传播和反射,进一步优化了光纤的性能和损耗值。最后... 通过仿真模拟设计了一种低损耗紫外空芯反谐振光纤。首先,基于有限元法,建立了紫外空芯反谐振光纤的理论模型。其次,通过调整光纤反射层和空气填充比例等参数,并采用反谐振效应控制光的传播和反射,进一步优化了光纤的性能和损耗值。最后,采用有限元法对设计的紫外空芯反谐振光纤进行仿真计算,可得光纤在传输波长为375nm时取得最小传输损耗,为0.00326dB/m,对应的在弯曲半径为5cm时的弯曲损耗为0.00625dB/m,并具有高效率和稳定的模式输出。该研究为开展紫外空芯反谐振光纤的高性能仿真设计提供了重要的参考和指导,并为实际应用提供了更多可能性。 展开更多

关键词 紫外波段 空芯光纤 反谐振 低损耗

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紫外纯石英空芯微结构光纤的研究进展 被引量：1

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作者 庞璐 张慧嘉 宁鼎 《光通信技术》 北大核心 2018年第3期29-32,共4页

介绍了国际上先进的研究机构在紫外石英空芯微结构光纤方面的研究进展,其中包括用空芯Kagome格子微结构光纤和包层只有一层空气孔的反谐振空芯微结构光纤实现紫外光的低损耗传输。迄今为止,国际上报道的最佳结果是输出光纤为单模时,从... 介绍了国际上先进的研究机构在紫外石英空芯微结构光纤方面的研究进展,其中包括用空芯Kagome格子微结构光纤和包层只有一层空气孔的反谐振空芯微结构光纤实现紫外光的低损耗传输。迄今为止,国际上报道的最佳结果是输出光纤为单模时,从近红外到深紫外270nm波长范围内,损耗都在3d B/m左右。 展开更多

关键词 紫外波段 Kagome空芯微结构光纤 反谐振空芯微结构光纤

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一种红外波段低损耗空芯反谐振光纤的设计与研究 被引量：5

9

作者 韩颖 董婷婷 +6 位作者 卿源 宋朋 朱维震 周凡迪 李正然 王伟 侯蓝田 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期32-38,共7页

提出一种红外波段低损耗的空芯反谐振光纤,石英包层管为半圆半椭圆拼接结构,采用全矢量有限元法进行设计与研究。半椭圆管的半短长轴与半圆管的半径相等,将半圆管与半椭圆管进行拼接,改变半圆的半径以及半椭圆管的半长轴来改变靠近纤芯... 提出一种红外波段低损耗的空芯反谐振光纤,石英包层管为半圆半椭圆拼接结构,采用全矢量有限元法进行设计与研究。半椭圆管的半短长轴与半圆管的半径相等,将半圆管与半椭圆管进行拼接,改变半圆的半径以及半椭圆管的半长轴来改变靠近纤芯处的负曲率以及远离纤芯的正曲率,进而研究包层管的正负曲率对空芯反谐振光纤的损耗特性的影响,设计应用于1. 5~3. 0μm波段的低损耗空芯反谐振光纤。结果显示负曲率较小正曲率较大时限制损耗效果更好。当靠近纤芯处为圆形半管远离纤芯处为椭圆半管,圆形半径ry=25μm,椭圆的半长轴rx=65μm,半短长轴ry=25μm时,光纤最低限制损耗在波长2. 1μm处为8. 22×10^(-2)dB/km。 展开更多

关键词 红外波段 空芯反谐振光纤 负曲率 限制损耗

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Kagome空芯光纤的脉冲激光传输特性研究

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作者 王浪 崔建丰 +4 位作者 岱钦 栾智杰 邬小娇 李福玖 乌日娜 《激光与红外》 北大核心 2025年第1期155-160,共6页

为了研究空芯光纤对纳秒脉冲激光的传输能力,使用Kagome型反谐振空芯光纤进行了1064 nm脉冲激光的传输实验。光纤的纤芯直径为60μm,数值孔径为0.02。使用中心波长为1064 nm,脉冲宽度为8.4 ns的电光调Q激光器作为光源,测试了光纤在纳秒... 为了研究空芯光纤对纳秒脉冲激光的传输能力,使用Kagome型反谐振空芯光纤进行了1064 nm脉冲激光的传输实验。光纤的纤芯直径为60μm,数值孔径为0.02。使用中心波长为1064 nm,脉冲宽度为8.4 ns的电光调Q激光器作为光源,测试了光纤在纳秒脉冲激光传输中的光束模式及传能效果。结果显示,该空芯光纤能够在保持基模的状态下,稳定传输10.25 mJ的纳秒脉冲,传输效率高达88%。此外,还系统分析了高功率脉冲激光对空芯光纤的损伤机理过程。研究结果表明,Kagome型反谐振空芯光纤在1064 nm波段能够实现10 mJ的纳秒脉冲传输,可以用作激光触发真空开关技术等应用的柔性光源。 展开更多

关键词 激光光学 脉冲传输 光纤耦合 Kagome型反谐振空芯光纤

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空芯微结构光纤陀螺性能提升分析与验证 被引量：1

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作者 李茂春 赵小明 +1 位作者 马骏 梁鹄 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期245-249,共5页

空芯微结构光纤突破了传统光纤框架下由传输介质决定的难以解决的本征物理问题,可解放光纤陀螺应用中的材料限制,为光纤陀螺性能提升带来重要的驱动力。首先,在理论上定量分析了空芯微结构光纤对光纤陀螺诸多误差项的抑制程度,包括Shupe... 空芯微结构光纤突破了传统光纤框架下由传输介质决定的难以解决的本征物理问题,可解放光纤陀螺应用中的材料限制,为光纤陀螺性能提升带来重要的驱动力。首先,在理论上定量分析了空芯微结构光纤对光纤陀螺诸多误差项的抑制程度,包括Shupe、Faraday、Kerr、偏振、和Rayleigh等误差;之后,构建了环圈长度300 m的空芯微结构光纤陀螺样机,在同等规格条件下与传统光纤陀螺开展了性能比对实验。实验结果表明,空芯微结构光纤陀螺温度特性相比传统光纤陀螺提升了2.5倍。理论和实验均证实空芯微结构光纤是光纤陀螺环境适应性根本性提升的有效技术途径。 展开更多

关键词 空芯微结构光纤 光纤陀螺 光子晶体光纤 反谐振光纤 环境适应性

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空芯反谐振光纤长距离通信的机遇与挑战 被引量：3

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作者 李萍 陈伟 《光通信研究》 2023年第2期1-8,44,共9页

空芯反谐振光纤(HCARF)的科学研究取得了突破性进展,其有望突破现有传统光纤的一些固有本征限制。HCARF将光束缚在空气芯中,在传输及其应用上具有传统光纤不可比拟的优势,因此,HCARF成为当前光通信领域的研究热点。文章介绍了HCARF的导... 空芯反谐振光纤(HCARF)的科学研究取得了突破性进展,其有望突破现有传统光纤的一些固有本征限制。HCARF将光束缚在空气芯中,在传输及其应用上具有传统光纤不可比拟的优势,因此,HCARF成为当前光通信领域的研究热点。文章介绍了HCARF的导光机理,并分析了其在光纤通信系统中的容量优势,阐述了HCARF的发展机遇与面临的挑战,希望能够为我国下一代通信大容量超宽带长距离传输光纤提供一定的参考价值与借鉴。 展开更多

关键词 空芯反谐振光纤 导光机理 长距离通信 机遇 挑战

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空芯反谐振和光子带隙复合光纤的优化设计

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作者 张慧嘉 徐士杰 +3 位作者 郭娜 杨鹏 庞璐 宁鼎 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1393-1396,共4页

空芯反谐振和光子带隙复合光纤是刚刚兴起的一种新型空芯微结构光纤。由于这种光纤可同时实现低损耗和单模传输的特点,所以可应用于光纤陀螺、光纤激光通信等领域。为了实现良好的单模性和低损耗,本文对此种光纤的基模和高阶模的限制和... 空芯反谐振和光子带隙复合光纤是刚刚兴起的一种新型空芯微结构光纤。由于这种光纤可同时实现低损耗和单模传输的特点,所以可应用于光纤陀螺、光纤激光通信等领域。为了实现良好的单模性和低损耗,本文对此种光纤的基模和高阶模的限制和散射损耗进行了计算,通过优选光纤内包层气孔归一化内径d/D和内包层气孔壁厚度t,得到了当d/D=068,t=500nm时,在工作波长1500~1590nm范围,空芯反谐振和光子带隙复合光纤可实现良好的单模性和低损耗。 展开更多

关键词 空芯光子带隙光纤 空芯反谐振光纤 表面散射损耗

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超低损耗高双折射空芯反谐振太赫兹光子晶体光纤 被引量：4

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作者 惠战强 杨雪 +4 位作者 韩冬冬 李田甜 赵峰 杨祎 陈素果 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期563-572,共10页

本文提出了一种以环烯烃共聚物(Cyclic Olefin Copolymer,COC)为基底的超低损耗高双折射空芯反谐振太赫兹光子晶体光纤,该光纤的包层由两组(共六个)无节点嵌套管组成。采用时域有限差分法(Finite Difference Time Domain method,FDTD)... 本文提出了一种以环烯烃共聚物(Cyclic Olefin Copolymer,COC)为基底的超低损耗高双折射空芯反谐振太赫兹光子晶体光纤,该光纤的包层由两组(共六个)无节点嵌套管组成。采用时域有限差分法(Finite Difference Time Domain method,FDTD)结合完美匹配层(Perfectly Matched Layer,PML)边界条件对其导波特性进行分析。仿真结果表明,在0.8~1.35 THz范围内,总传输损耗小于0.1 dB/m,双折射大于2.12×10^(-5),色散为±0.027 ps/THz/cm。在1.12 THz处,最低总传输损耗仅为0.543×10^(-2)dB/m,双折射值为2.06×10^(-4)。同时,分析了该光纤的弯曲性能,表明在y方向,当弯曲半径超过19 cm时,弯曲损耗小于0.1 dB/m,具有良好的弯曲性能。 展开更多

关键词 空芯反谐振光纤 太赫兹 高双折射 低损耗

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新型混合结构空芯保偏光纤 被引量：2

15

作者 王伟 盛新志 +1 位作者 胡凯玲 娄淑琴 《光电技术应用》 2022年第2期41-47,共7页

提出一种在近红外波段具有高保偏、低损耗、优良弯曲特性的新型混合结构空芯保偏光纤。在19 cell光子带隙空芯光纤纤芯内添加双层反谐振弧形薄壁,形成创新性混合结构,在保持带隙型空芯光纤优良弯曲特性的同时,通过降低其反谐振结构的对... 提出一种在近红外波段具有高保偏、低损耗、优良弯曲特性的新型混合结构空芯保偏光纤。在19 cell光子带隙空芯光纤纤芯内添加双层反谐振弧形薄壁,形成创新性混合结构,在保持带隙型空芯光纤优良弯曲特性的同时,通过降低其反谐振结构的对称性,增强保偏特性。数值分析结果表明,对于1550nm波长光,双折射值可高达1.36×10^(-3)对应两偏振基模限制损耗分别为1.24×10^(-5)dB/km,4.64×1O^(-4)dB/km;弯曲半径为5 mm时,两偏振基模的损耗均小于1O^(-2)dB/km。对制作容差所进行的分析结果表明,该空芯保偏光纤在弧形薄壁曲率小范围制备误差情况下能保持良好的传输及保偏特性。光子带隙与反谐振混合结构,将为小弯曲半径下高保偏、低损耗空芯光纤的结构创新探索提供新动力,其优良性能也会有力地推动空芯保偏光纤的应用发展。 展开更多

关键词 保偏光纤 光子带隙空芯光纤 反谐振空芯光纤 低损耗 抗弯曲

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一种负曲率空芯光纤的设计与性质分析 被引量：1

16

作者 杨哲 陈侃 +3 位作者 佘玄 毕然 王磊 舒晓武 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期660-665,共6页

针对光纤陀螺的应用,提出了一种双层反谐振负曲率空芯光纤。首先,利用时域有限差分法数值分析方法,建立光纤微结构模型,经优化设计取得了限制损耗0.063 dB/km且单模大模场的结构参数。同时,探索了保偏设计,通过调整内层两侧管环壁厚取... 针对光纤陀螺的应用,提出了一种双层反谐振负曲率空芯光纤。首先,利用时域有限差分法数值分析方法,建立光纤微结构模型,经优化设计取得了限制损耗0.063 dB/km且单模大模场的结构参数。同时,探索了保偏设计,通过调整内层两侧管环壁厚取得了在1 dB/km较低损耗量级上达到10^-5高双折射水平。最后,考察了光纤弯曲时弯曲半径与损耗的关系,为进一步优化设计奠定了基础。 展开更多

关键词 负曲率空芯光纤 反谐振 双折射 弯曲损耗

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