大多数读者可能对使用光纤传输光信号有一定了解。下面对需要复习该主题的读者进行简要说明,并阐明多模和单模光纤之间的区别及其各自的应用。光信号沿任何光纤的传输都取决于全内反射的光学特性。光线 1 在穿过第二种介质时发生折射,入射光线与法线 i 的夹角与折射光线与法线 r 的夹角之间的关系由斯涅尔定律给出:sin i n 2
第 2 章。光纤。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。15 2.1 光的本质。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。15 2.1.1 作为电磁波的光。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16 2.1.2 极化。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19 2.1.3 干扰。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。20 2.2 在光纤上传输光。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。.25 2.2.1 玻璃特性 .......................29 2.2.2 传输容量 .........................33 2.2.3 操作原理 ...........................33 2.2.4 光纤折射率分布 ........................36 2.3 光在多模光纤中的传播 .........。。。。。。。。。。。。39 2.3.1 斯涅尔定律。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。40 2.3.2 临界角 ............。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。41 2.3.3 数值孔径 (NA)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。42 2.3.4 传播模式。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。44 2.3.5 模式耦合。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。50 2.3.6 模态噪声。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。51 2.3.7 命名模式。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。55 2.4 单模传播。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。56 2.4.1 单模特性 ...... div>............。 。 。 。 。 。 。 . 57 2.4.2 单模光纤中的色散 . . . . . . . . . . div> . . . . . . . . . . . 。 59 2.4.3 模式划分噪声。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 . . . . . . div> 67 2.4.4 反射和回波损耗变化 . . . . . .。。。。。。。.57 2.4.2 单模光纤中的色散 .......... div>...........。59 2.4.3 模式划分噪声。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。...... div>67 2.4.4 反射和回波损耗变化 ............< div> 。。。。。。..67 2.4.5 非线性高功率效应 ..。。。。。。。。 < /div>.............69 2.5 塑料光纤 (POF) ... div>............。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 74 2.5.1 POF 研究。 。 。 。 。 。。。。。。。。。。。。。。74 2.5.1 POF 研究。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。.76 2.6 硬质聚合物(塑料)包层(二氧化硅)光纤 (HPCF) .........< div> 。。。。。。76
在本文中,我们提出了设计用于平面波导的宽带高效光栅耦合器的通用优化方法。我们将耦合带宽归因于光纤到波导激励的工作波长附近衍射光束和实际光栅结构之间的有效折射率不匹配。推导出耦合带宽公式。针对一般分层光栅耦合器,提出了一种简单的参数分离优化程序,以实现高耦合效率。利用我们的原理,我们优化了用于水平槽波导的光栅耦合器,工作波长为 1.55 μ m,TM 偏振。光栅耦合器的 1 dB 带宽为 60 nm,入射光来自 8° 的单模光纤 (SMF),耦合效率为 65%。© 2012 美国光学学会 OCIS 代码:130.0130、130.3120、230.7390、050.2770。
摘要。多层光转换(MPLC)提供了自适应光学器件的替代方法,用于将湍流腐败的自由空间光束耦合到单模光纤或波导中。最近发布的测试结果表明,这种转换设备比自适应光学系统具有可比性或更好的性能。为了更好地了解设备特性,进行了模拟,以量化不同湍流强度和Hermite数量的功率损失 - 转换过程中使用的高斯模式。特定的病例研究是由美国陆军研究实验室开发的原型自由空间激光通信系统。拟议的仿真和统计结果报告了。还讨论了MPLC后梁功率组合器的分析。©作者。由SPIE在创意共享归因4.0国际许可下出版。全部或部分分发或复制此工作需要完全归因于原始出版物,包括其DOI。[doi:10.1117/1.oe.61.11.116104]
摘要:我们介绍了一种高效、稳定的 87 Rb D1 线 (795 nm) 光子源,其窄带宽为 δ = 226(1) MHz。该源基于远低于阈值的单片光学参量振荡器中的非简并、腔增强自发参量下转换。该装置可高效耦合到单模光纤。实现了 η heralded = 45(5) % 的预示效率,检测到的未校正光子对数为 3.8 × 10 3 /(s mW)。对于高达 5 × 10 5 /s 的对生成率,该源发射的预示单光子具有归一化的预示二阶相关函数 g ( 2 ) c < 0.01。由于采用单片配置,该源本质上是稳定的。在没有对发射频率进行主动反馈的情况下,频率漂移量约为每小时 δ /20。我们通过施加机械应变实现了 2 GHz 以上范围内源频率的微调。
在模块内部,每对差分电信号都输入到 CDR(时钟数据恢复)芯片。然后,恢复和重新定时的信号被传送到激光驱动器,该驱动器将小的摆动电压转换为驱动冷却 EML 激光器的输出调制。激光驱动器分别控制四个 EML,其中心波长为 1296 nm、1300 nm、1305 nm 和 1309 nm。每个激光器都提供对传输激光功率和调制摆动随温度和电压变化的控制。来自四个激光器的光信号以光学方式多路复用在一起。组合的光信号通过行业标准 LC 光连接器耦合到单模光纤。光信号经过设计,符合 100 千兆以太网或 OTU4 规范。
在模块内部,每对差分电信号都输入到 CDR(时钟数据恢复)芯片。然后将恢复和重新定时的信号传递到激光驱动器,该驱动器将小的摆动电压转换为驱动冷却 EML 激光器的输出调制。激光驱动器分别控制四个 EML,其中心波长分别为 1296 nm、1300 nm、1305 nm 和 1309 nm。每个激光器都提供对传输激光功率和调制摆动随温度和电压变化的控制。来自四个激光器的光信号在光学上被多路复用在一起。组合的光信号通过行业标准 LC 光连接器耦合到单模光纤。光信号经过设计以满足 100 千兆以太网或 OTU4 规范。
尽管 QKD 链路可以达到传统方式无法达到的安全级别,但由于光纤损耗会随着距离的增加而呈指数级增长,因此 QKD 链路在全球范围内的实施面临着关键限制。由于量子中继器技术不够成熟,地面 QKD 装置的可达距离最多只能限制在几百公里 [1-3]。因此,卫星中继被认为是实现洲际链路非常有前途的解决方案 [4],多年来,已发表了多项关于自由空间卫星 QKD 的理论和实验可行性研究 [5-11]。然而,特别是对于卫星到地面的链路,大气湍流对信号传播的影响需要优化单模光纤 (SMF) 中的光耦合,这对于与地面站连接必不可少。