保偏光纤耦合器制造理论与技术
作者：郑煜 等著
出版时间：2018年版
内容简介
目前军事领域和民用领域对高性能、低成本保偏光纤耦合器的需求越来越多，本书针对其制作中存在的速度慢、产量低、成品率低、器件性能一致性差和产品成本高的缺点，介绍保偏光纤耦合器制造过程中自动化保偏光纤精密对轴技术、保偏光纤耦合器耦合机理、高性能保偏光纤耦合器制造设备、熔融拉锥工艺参数与耦合器性能相关规律，提出了一种利用与光纤方位角关系更敏感的特征量——五点特征值来实现匹配型保偏光纤自动定轴的方法，并进行了实验验证；基于热-结构-电磁多物理场耦合有限元方法，分析得到了保偏光纤耦合器的传输特性和耦合系数在熔锥区的变化规律；构建了保偏光纤耦合器熔融拉锥系统，该系统结构紧凑、使用方便、成本低，能够实现自动化的保偏光纤耦合器制作；以保偏光纤耦合器的光学性能与制造过程工艺参数的相关规律为研究核心，进行大量的熔融拉锥实验，得到了**工艺参数，实现了耦合器的高性能制作；同时对光纤耦合器的停止准则进行了分析与讨论，研制了基于预设拉锥长度和预设分光比两种停止准则的小型熔融拉锥机。
目录
前言

第1章 保偏光纤耦合器制造导论
1.1 保偏光纤及保偏光纤耦合器简介
1.1.1 光纤耦合器及其应用
1.1.2 保偏光纤基本原理与性能参数
1.1.3 保偏光纤耦合器原理与性能参数
1.2 保偏光纤耦合器制造方法
1.2.1 蚀刻法
1.2.2 研磨法
1.2.3 熔融拉锥法
1.3 保偏光纤偏振轴探测与对准方法
1.3.1 纵向观测法
1.3.2 横向观测法
1.4 保偏光纤耦合器的熔融拉锥
1.4.1 熔融拉锥制造光纤耦合器原理
1.4.2 熔融拉锥制造设备
参考文献

第2章 保偏光纤自动化对轴技术
2.1 保偏光纤偏振轴探测实验
2.1.1 实验原理
2.1.2 实验过程
2.1.3 保偏光纤偏振轴对光强分布的影响
2.2 五点特征值法
2.2.1 五点特征值法对轴仿真原理
2.2.2 仿真模型
2.2.3 结果分析与讨论
2.3 保偏光纤自动对轴系统研究
2.3.1 自动对轴系统组成及工作原理
2.3.2 自动对轴系统设计的关键技术及难点分析
2.3.3 自动对轴系统的控制
2.3.4 自动对轴系统精度分析
2.4 本章小结
参考文献

第3章 光纤模式耦合理论
3.1 单模光纤耦合器的模式耦合
3.2 两根光纤的耦合分析
3.2.1 两根平行光纤耦合
3.2.2 两根弯曲光纤耦合
3.2.3 熔锥光纤耦合
3.3 熔锥光纤耦合器耦合分析
3.3.1 熔锥光纤耦合器耦合分析方法概述
3.3.2 熔锥光纤耦合器耦合过程
3.3.3 熔锥型光纤耦合器耦合模型分析
3.4 保偏光纤耦合器耦合分析
3.4.1 保偏光纤耦合器的耦合模方程
3.4.2 保偏光纤耦合器的耦合系数
3.4.3 保偏光纤耦合器的横向耦合过程
3.4.4 保偏光纤耦合器的分光比
3.4.5 保偏光纤耦合器的消光比
3.5 本章小结
参考文献

第4章 保偏光纤耦合器光波传输理论
4.1 传输特性分析理论基础
4.1.1 热-结构-光耦合原理
4.1.2 光纤传输数值分析原理
4.2 单根保偏光纤熔锥区传输特性
4.2.1 熔锥区热应力
4.2.2 熔锥区传输特性
4.3 保偏光纤耦合器传输特性
4.3.1 耦合器传输特性
4.3.2 耦合器传输特性的影响因素
4.4 保偏光纤耦合器传输损耗
4.4.1 应力区形状对附加损耗的影响
4.4.2 应力区折射率与包层折射率差对附加损耗的影响
4.4.3 偏振主轴角度差对附加损耗的影响
4.5 本章小结
参考文献

第5章 保偏光纤耦合器熔融拉锥制造系统
5.1 系统设计与构建
5.1.1 系统设计
5.1.2 系统关键技术
5.1.3 系统构建
5.2 制造工艺与性能测试系统
5.2.1 保偏光纤耦合器制造工艺流程
5.2.2 性能测试系统构建
5.3 本章小结
参考文献

第6章 保偏光纤耦合器的制造工艺及测试
6.1 保偏光纤耦合器熔融拉锥的制造工艺流程
6.1.1 光纤类型的选择
6.1.2 光纤涂覆层的剥离
6.1.3 熔融拉锥及分光比调节
6.1.4 管壳封装
6.2 熔融拉锥工艺参数分析
6.2.1 拉锥速度
6.2.2 温度分布
6.2.3 预热时间
6.3 工艺参数与耦合器性能参数的相关规律实验
6.3.1 实验方案设计与数据处理
6.3.2 实验结果分析
6.3.3 工艺参数优化
6.4 工艺参数与耦合器性能曲线的相关规律
6.4.1 单模光纤耦合器性能曲线分析
6.4.2 保偏光纤耦合器性能曲线分析
6.4.3 工艺参数优化
6.5 保偏耦合器性能测试
6.6 本章小结
参考文献

第7章 光纤耦合器熔融拉锥长度与耦合比的映射关系
7.1 熔融拉锥实验工艺参数与分析方法
7.1.1 熔融拉锥实验工艺参数
7.1.2 熔融拉锥实验数据分析
7.2 光纤器件熔融拉锥的实验结果与分析
7.2.1 光纤耦合器熔融拉锥实验中附加损耗的分析
7.2.2 光纤熔融拉锥时预设耦合比对耦合性能的影响
7.2.3 光纤熔融拉锥时预设拉锥长度对实际耦合性能的影响
7.3 光纤耦合器件熔锥区显微形貌观察
7.4 双停止准则的小型熔融拉锥机
7.4.1 光纤器件熔融拉锥设备结构分析
7.4.2 光纤器件新型熔融拉锥设备停机控制的实现
7.4.3 新型光纤器件熔融拉锥设备的运动系统
7.4.4 基于双停止准则的小型熔融拉锥机样机
7.5 本章小结
参考文献
彩图