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长周期光纤光栅模场及耦合的研究

刘元亮  
【摘要】:本文在分析国内外光纤光栅的研究现状以及弱导光纤模场理论的基础之上,对长周期光纤光栅模场和耦合进行了详细的分析研究,通过理论计算和实验测试着重研究CO2 激光器制作的长周期光纤光栅在外部折射率大于或等于包层折射率时导模与辐射模的耦合问题。 文中首先从弱导光纤出发,采用标量法详细推导了纤芯导模的特征方程,采用了二分法精确计算了导模的有效折射率,进而求出了导模的模场。 其次,采用了三层模型推导和分析了包层模的模场。 而后,对辐射模场和模式规一化进行了详细推导,并在此基础上研究了长、短周期光纤光栅导模与辐射模的耦合方程的差别,进而简化和修改耦合模方程,使之适用于CO2激光器制作的长周期光纤光栅。 最后,采用了数值计算方法对耦合模方程进行了计算,并通过实验测试验证了理论结果。


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