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基于C-lens的光子带隙光纤准直器传输特性

李彦 赵远 徐小斌 蔡伟

李彦, 赵远, 徐小斌, 等 . 基于C-lens的光子带隙光纤准直器传输特性[J]. 北京航空航天大学学报, 2017, 43(8): 1517-1522. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0581
引用本文: 李彦, 赵远, 徐小斌, 等 . 基于C-lens的光子带隙光纤准直器传输特性[J]. 北京航空航天大学学报, 2017, 43(8): 1517-1522. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0581
LI Yan, ZHAO Yuan, XU Xiaobin, et al. Propagation characteristics of photonic bandgap fiber collimator with C-lens[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, 43(8): 1517-1522. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0581(in Chinese)
Citation: LI Yan, ZHAO Yuan, XU Xiaobin, et al. Propagation characteristics of photonic bandgap fiber collimator with C-lens[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, 43(8): 1517-1522. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0581(in Chinese)

基于C-lens的光子带隙光纤准直器传输特性

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0581
基金项目: 

国家自然科学基金 61575012

国家自然科学基金 61575013

详细信息
    作者简介:

    李彦   女博士, 讲师。主要研究方向:光纤传感器、光纤陀螺等

    赵远  男,硕士研究生。主要研究方向:光子晶体光纤光器件、光纤陀螺等

    通讯作者:

    李彦, E-mail: li_yan@buaa.edu.cn

  • 中图分类号: TN741

Propagation characteristics of photonic bandgap fiber collimator with C-lens

Funds: 

National Natural Science Foundation of China 61575012

National Natural Science Foundation of China 61575013

More Information
  • 摘要:

    研究了一种基于C-lens的光子带隙光纤准直器,由于光子带隙光纤准直器光纤端面没有反射,相比普通光纤准直器,其传输矩阵将发生变化。从高斯光束单透镜成像的一般模型出发,利用矩阵光学,在子午面和弧矢面推导了光线传输矩阵。结合实际应用中光子带隙光纤及C-lens透镜的参数,仿真分析了尾纤与C-lens透镜之间的间距及C-lens透镜的参数对工作距离和束腰直径大小的影响,理论得到了新模型下,光子带隙光纤准直器的出射光斑在子午面和弧矢面束腰直径和工作距离近似重合,相比普通光纤出射光斑的椭圆化程度小。研究结果对进行光子带隙光纤准直器及基于光纤准直器的光学器件设计与制作具有指导意义。

     

  • 图 1  高斯光束单透镜成像

    Figure 1.  Single lens imaging of Gaussian-beam

    图 2  光子带隙光纤端面

    Figure 2.  Photonic bandgap fiber end face

    图 3  光子带隙光纤准直器结构

    Figure 3.  Structure of photonic bandgap fiber collimator

    图 4  距离d对工作距离和束腰的影响(L=4.2 mm,R=1.9 mm,ω1=4.5 μm)

    Figure 4.  Influence of distance d on working distance and beam waist radius (L=4.2 mm, R=1.9 mm, ω1=4.5 μm)

    图 5  模场对工作距离和束腰半径的影响(L=4.2 mm,R=1.9 mm,d=1.4 mm)

    Figure 5.  Influence of mode field on working distance and beam waist radius (L=4.2 mm, R=1.9 mm, d=1.4 mm)

    图 6  波长对束腰半径和工作距离影响(L=4.2 mm,R=1.9 mm,ω1=4.5 μm,d=1.4 mm)

    Figure 6.  Influence of wavelength on beam waist radius and working distance (L=4.2 mm, R=1.9 mm, ω1=4.5 μm, d=1.4 mm)

    图 7  C-lens长度和曲率半径对工作距离的影响(d=1.4 mm)

    Figure 7.  Influence of C-lens length and radius of curvature on working distance (d=1.4 mm)

    图 8  C-lens长度和曲率半径对束腰半径的影响(d=1.4 mm)

    Figure 8.  Influence of C-lens length and radius of curvature on beam waist radius (d=1.4 mm)

    表  1  光子带隙光纤参数

    Table  1.   Parameters of photonic bandgap fiber

    参数Λ/μmD/μmω0/μm
    数值3.8±0.110±19±1
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-07-07
  • 录用日期:  2016-10-14
  • 刊出日期:  2017-08-20

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