保偏光纖耦合器是構(gòu)成各種相干通信的關(guān)鍵器件之一,廣泛應(yīng)用于水聽(tīng)器、光纖陀螺和軍用干涉型傳感器等領(lǐng)域。保偏光纖耦合器主要采用熔融拉錐法制作,熔融拉錐過(guò)程中的工藝參數(shù)對(duì)保偏光纖耦合器的制造有著重要影響。目前多數(shù)是從理想狀態(tài)下光學(xué)原理角度進(jìn)行研究,沒(méi)有考慮制造過(guò)程中工藝參數(shù)對(duì)耦合器流變成形的影響。因此,本文基于粘彈性模型理論,從流變成形的角度對(duì)熔融拉錐過(guò)程及工藝參數(shù)進(jìn)行研究,最終確定合適的工藝參數(shù),這對(duì)制造低損耗的保偏光纖耦合器具有指導(dǎo)意義。首先,通過(guò)對(duì)粘彈性力學(xué)模型的分析和比較,確定廣義Maxwell模型來(lái)描述保偏光纖在熔融拉錐過(guò)程中的流變力學(xué)行為;基于玻爾茲曼疊加原理建立光纖材料在等溫條件下的本構(gòu)方程;獲得光纖松弛模量的Prony級(jí)數(shù)形式,同時(shí)引入時(shí)溫等效原理得到光纖的變溫松弛模量;應(yīng)用增量型有限元方法確定光纖熔融拉錐本構(gòu)方程的數(shù)值積分形式。其次,采用有限元分析進(jìn)行熔融拉錐過(guò)程仿真。仿真分析前為了獲得保偏光纖的粘彈性模型參數(shù),對(duì)保偏光纖進(jìn)行高溫蠕變實(shí)驗(yàn),獲得材料的力學(xué)性能曲線,采用ABAQUS有限元軟件自帶的Prony級(jí)數(shù)擬合方法,根據(jù)松弛模量曲線擬合得到光纖的粘彈性模型參數(shù);采用紅外熱...

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1光纖耦合器普通光纖在傳輸線偏振光時(shí)，由于纖芯和包層的橢圓度、內(nèi)應(yīng)力等因素造

其使用需求的不斷擴(kuò)大，光纖器件的纖制作而成，是光纖通訊系統(tǒng)中使用過(guò)程中經(jīng)過(guò)雙錐體結(jié)構(gòu)的耦合區(qū)時(shí)分光/合光的功能，廣泛應(yīng)用在相干圖1-1為光纖耦合器的實(shí)物圖。

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熔錐型保偏光纖耦合器的原理如圖1-2所示。光功率沿著保偏光纖耦合一端的輸入臂的偏振軸輸入，傳輸?shù)轿挥诠饫w中間部分的耦合區(qū)后，光功率著兩根保偏光纖的偏振主軸被分成了兩束線偏振光P1和P2，沿各自所在光的直通臂和耦合臂的偏振軸傳輸[18,19]。

圖1-3SCS4000科研型光纖熔融拉錐系統(tǒng)

圖1-3SCS4000科研型光纖熔融拉錐系統(tǒng)的損耗與溫度場(chǎng)的穩(wěn)定性有關(guān)，溫度寸、雙折射介質(zhì)折射率，可能產(chǎn)生分融拉錐系統(tǒng)的加熱方式，目前大多數(shù)甲烷—氧氣焰。氣體火焰的溫度易受

圖1-4保偏光子晶體光纖耦合器的CO2激光照射制造平臺(tái)在熔融拉錐設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)耦合器的制造工

使用CO2激光照射技術(shù)，如圖1-4所示，激光射到光纖端面，通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)耦合器拉伸制造過(guò)程中的制光纖受熱溫度的恒定[22]。BiplabK利用電弧放電非器，溫度場(chǎng)分布與氣體火焰相比穩(wěn)定[23]。國(guó)內(nèi)的帥詞加熱方式，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的溫控系統(tǒng)，電加熱溫度場(chǎng)分影響小，溫度波動(dòng)范圍....

本文編號(hào)：3981575