光纤熔融拉锥技术

熔融拉锥分光器标准
熔融拉锥分光器的标准主要涉及到以下几个方面：
工作带宽：这是指分光器的光谱覆盖范围，通常以纳米（nm）为单位表示。

根据不同的应用需求，熔融拉锥分光器的工作带宽范围可以从几百纳米到几千纳米。

在标准中，通常会规定分光器的工作带宽范围，以确保其满足特定的光谱需求。

附加损耗：这是指分光器插入损耗与反射损耗之和。

附加损耗的大小直接影响着分光器的性能和传输效率。

在熔融拉锥分光器的标准中，通常会规定附加损耗的上限值，以保持分光器的传输性能。

插入损耗：这是指分光器插入到系统中的损耗，通常以分贝（dB）为单位表示。

插入损耗越小，分光器的性能越好。

在标准中，通常会规定分光器的插入损耗值，以确保其满足系统传输要求。

偏振相关损耗：这是指分光器在不同偏振态下的性能差异。

偏振相关损耗越小，分光器的性能越稳定。

在标准中，通常会规定分光器的偏振相关损耗值，以确保其满足系统对偏振态的要求。

方向性：这是指分光器输出光线的角度范围。

方向性越强，分光器的性能越好。

在标准中，通常会规定分光器的方向性值，以确保其满足系统对光线方向的要求。

工作温度：这是指分光器正常工作的环境温度范围。

工作温度范围越宽，分光器的适应性越强。

在标准中，通常会规定分光器的工作温度范围，以确保其满足系统在不同环境下的工作要求。

总之，熔融拉锥分光器的标准涉及多个方面，以确保其性能稳定、可靠并符合不同应用需求。

在实际应用中，需要选择符合标准的熔融拉锥分光器，并注意使用条件和维护要求，以保证其长期稳定工作。

熔融拉锥法制备微纳光纤
熔融拉锥法是一种制备微纳光纤的重要方法。

该法主要通过拉伸
玻璃预制件，使其逐渐细化为微纳尺寸的光纤。

具体来说，该法首先
将预制玻璃棒在加热炉中进行熔融处理，并通过在棒两端施加机械力，使其拉伸成为细微的光纤。

此后，通过不断拉伸和掐断，将光纤细化
到所需尺寸。

熔融拉锥法是制备微纳光纤的一种高效、可控制的方法。

其优点
在于可以控制光纤的直径、长度以及光学性能等多个参数，同时也可
以制备出具有各种复杂形状的光纤。

该方法在光学器件、光通信、生
物医学等领域具有重要应用价值。

拉锥型耦合器原理简介拉锥型耦合器，发展于20世纪90年代，具有对光信号进行能量分配，波长合，解复用等功能。

尽管2008年后，PLC的出现和发展，对拉锥型耦合器均分能量部分功能进行了削弱，但对于不同能量分光比，以及成本较低的波分型耦合器来说，在目前用于5G项目的波分模块监控端（可根据不同方案设计成不同分光比，带宽要求），以及用于EDFA模块上面，依然有着不可替代的作用。

那么，不同功能的耦合器，是否需要不同种类的材料才能制造出来呢？答案是否。

只要两根光纤，重合在一起，通过火温，夹具，拉锥速度，停火点等变化，就可以制作成不同分光比(0.5%~99.5%)，不同带宽(+-10nm,+-20nm,+-40nm,全带宽)的光能量分配的器件，也可以制作成不同波长分配的器件（1550/1310nm，1480/1550nm，980/1550nm）。

居然可以这么神奇？下面我们细说一下拉锥型耦合器的原理。

耦合器的最简单形式由两个紧密放置的平行单模光纤组成。

这种结构的基本操作涉及两个波导之间的部分或完全传输功率。

功率交换是由于一个波导模式到另外一个波导模式的消逝尾部之间的光耦合,其中光发射,第二波导的自然模式。

这种光学交互也可以看作是复合结构的对称和反对称超级模式之间的跳动。

均匀间隔的并行交互区域在耦合过程中起着关键作用。

交互区域具有纵向不变结构,可通过耦合模式分析了解该区域发生的光耦合。

图1 a: 由一对相同的单模波导形成的复合结构的对称和非对称模场图1b: 沿z 传播的两种模式的相对相位差及其在z=π/2 的叠加在波导-1 中取消并加入波导-2在跨交互区域的耦合模式分析中,假定彼此平行的两个均匀波导作为复合结构 . 由两个单模波导形成的复合系统可以显示支持两种模式,一种是对称(偶数)模式,另一种是反对称(奇数)模式。

这两种模式称为复合结构的正常模式或超模,具有不同的传播常量当光耦合到其中一个波导中时,它会激发对称和反对称超模的线性组合,如图1 所示。

熔融拉锥型波分复用原理
熔融拉锥型波分复用（MF-TDM）是一种基于拉锥型光纤的
波分复用技术。

拉锥型光纤是一种光纤结构，其截面逐渐变细，外部折射率逐渐变高。

这种结构可以使不同波长的光信号在光纤中以不同的路径传播，从而实现波分复用。

MF-TDM的原理如下：
1. 在拉锥型光纤的输入端，将不同波长的光信号输入光纤。

这些光信号会以不同的路径在光纤中传播。

2. 在拉锥光纤的输出端，利用波分复用器将不同波长的光信号分离出来。

波分复用器可以通过光栅或光纤耦合器实现。

3. 分离后的光信号可以通过光接收器进行检测和解码，并转换为电信号。

MF-TDM的优势在于可以实现高带宽的波分复用，同时光信
号的路径也可以通过设计光纤的结构来实现多径传播，从而增加复用度。

此外，由于利用了拉锥型光纤的非线性效应，MF-TDM还可以实现波长转换和光信号调制的功能。

然而，MF-TDM也存在一些限制。

首先，由于光信号的路径
不同，波长间的相位差可能会导致信号的多径干扰。

此外，光纤的制备和调整也对MF-TDM的性能有一定的要求。

因此，
在实际应用中，需要仔细设计光纤的结构以及波分复用器的参数，以获得理想的性能。

1x2wdm光纤熔融拉锥的工作原理1x2 WDM（Wavelength Division Multiplexing）光纤熔融拉锥是一种光纤器件，用于将不同波长的光信号在一条光纤中进行复用和分离。

下面是其工作原理的详细解释。

1x2WDM光纤熔融拉锥由一个输入光纤和两个输出光纤组成。

输入光纤是单模光纤（SMF）或多模光纤（MMF），而输出光纤是SMF。

输入光纤发射的光信号包含多个不同波长的光波，而输出光纤则用于分离这些不同波长的光信号。

光纤熔融拉锥的工作原理主要基于两个重要的光学现象：色散和波长选择性馈入。

首先，光在光纤中传输会受到色散的影响。

色散是指随着光波波长的变化，光信号的传播速度也会有所不同。

具体来说，光纤中的单模和多模光纤会导致不同的色散效应。

当输入光纤发射多个不同波长的光信号时，由于色散效应，光信号的传播速度会随着波长的变化而有所不同。

这样，不同波长的光信号就会以不同的速度传播到光纤的末端。

其次，光在光纤中传输时，会形成一系列驻波模式，这些模式中的每一个都具有特定的空间频率和振幅。

当光信号与驻波模式相互作用时，只有特定的波长能够在该模式中获得增益和放大。

这种波长的选择性增益被称为波长选择性馈入。

将色散和波长选择性相结合，光纤熔融拉锥通过调整输入光纤和输出光纤之间的连接接口，实现了不同波长的光信号在波长选择性驻波模式中分离。

具体来说，输入光纤中的光信号在拉锥部分发生色散，并且不同波长的光信号以不同的速度传播到光纤的末端。

由于波长选择性驻波模式的作用，只有特定波长的光信号能够与输出光纤耦合并传输到输出端。

在实际应用中，光纤熔融拉锥通常采用光纤芯直径递增的结构来增加上述过程中的色散效应。

通过调整不同波长的光信号在拉锥中的到达时间，可以实现不同波长的光信号在输出光纤中的分离。

总的来说，1x2WDM光纤熔融拉锥利用光纤中的色散和波长选择性馈入原理，实现了不同波长的光信号在一条光纤中的复用和分离。

它在光纤通信中起着至关重要的作用，提高了光纤系统的传输容量和效率。

510 引言喷涂聚脲弹性体（下称聚脲）为嵌段高分子材料，其工程力学性能优异，在抗拉强度、断裂延伸率、抗撕裂强度及抗冲击性能上均有较好表现，因而在结构防护领域得到了较为广泛应用。

尤其是喷涂聚脲弹性体技术的快速固化和环保低碳特征，进一步提升了该材料的应用范围和发展潜力。

目前，国内外众多学者对聚脲的力学性能及最受关注的抗冲击防护性能均进行了一定研究，取得了较为显著的成果。

Sarva [1]为研究聚脲材料的力学性能应变率相关性，进行了宽泛加载速率下（0.001～10 000/s）的单轴压缩试验，结果表明，聚脲在低应变率加载时体现为类橡胶力学行为，而在高应变率下则表现出皮革态。

Guo [2-3]基于Sarva 研究成果，认为通过高弹模型及黏弹性模型分别描述聚脲在低应变率下的橡胶力学行为及高应变率下率相关性可获得更加理想的结果，其采用分别建模的方式，建立了聚脲材料的三维黏弹－高弹本构模型，可较好复现不同温度及宽泛应变率工况下的试验结果。

不同于上述本构方程的复杂性及参数众多性，Wang [4]从经典高弹Mooney-Rivlin 模型出发，引入率效应项，建立了率相关Mooney-Rivlin 模型，该模型可描述中等加载条件下聚脲力学行为响应。

Liu 等[5]在此基础上结合5参数Mooney-Rivlin 模型及ZWT 本构，并将温度与应力关系以二次函数拟合，得到了考虑率效应及温度效应的聚脲弹性体压缩力学性能黏弹－高弹本构关系。

国内文献方面，大多关注于聚脲的冲击防护性能研究，如许帅[6]对无涂覆铝板、三明治结构及层状聚脲涂覆结构在子弹冲击载荷下的动能耗散进行了试验及仿真研究，为抗冲击结构设计提供了一定参考；代利辉[7]则针对水下爆炸应用场景，研究了涂层涂覆位置及涂覆厚度与冲击变形间的基本规律。

但国内文献对于聚脲本身力学特性及本构模型的研究较为匮乏。

鉴于聚脲力学行为的复杂性及其在实际应用中的重要性，本文将基于上述研究中所存在的模型参数多，试验工作量大，工程实际应用难度高等问题，依据橡胶类材料连续介质理论，从工程应用角度出发，对喷涂型聚脲弹性体的力学行为进行研究，并构建起参数相对较少，试验规模相对较小，且可较好描述其在有限变形条件下力学行为的本构模型，从而为其工程便利化设计提供理论参考。

基于熔融拉锥的高灵敏干涉型微光纤氨气传感器张敏;傅海威;丁继军;李辉栋;张静乐;朱艺;邵敏【期刊名称】《光子学报》【年(卷),期】2018(47)3【摘要】利用光纤火焰熔融拉锥法,制作了一种高灵敏微光纤氨气(NH_3)传感器.该传感器将一段长度为10mm的保偏光纤接入普通单模光纤中,通过光纤火焰熔融拉锥机将保偏光纤熔融拉伸至直径为8.33μm制作而成.该结构基于马赫-曾德干涉仪的原理,利用保偏光纤纤芯模与包层模相互作用实现模间干涉.外界环境中NH_3浓度变化时,细锥区倏逝场发生变化,通过检测透射谱中波长的漂移,实现传感器对环境中NH_3浓度的测量.实验结果表明,当NH_3浓度由8ppm^56ppm变化时,透射谱向长波方向移动约5nm,且NH_3浓度与波长漂移成二次拟合.在NH_3浓度为32ppm^56ppm变化时,可将NH_3浓度与波长漂移近似看成线性关系,此时传感器的灵敏度为176.08pm/ppm.该传感器具有体积小,制作简单,灵敏度高等优点,可用于不同领域的NH_3传感测量.【总页数】6页(P170-175)【关键词】微型光纤;马赫曾德干涉仪;氨气传感器;熔融拉锥;倏逝场【作者】张敏;傅海威;丁继军;李辉栋;张静乐;朱艺;邵敏【作者单位】西安石油大学理学院光电油气测井与检测教育部重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TN253【相关文献】1.基于光纤粗锥型马赫-曾德尔干涉仪的高灵敏度温度传感器的研制 [J], 赵娜;傅海威;邵敏;李辉栋;刘颖刚;乔学光2.基于拉锥单模-多模-单模光纤结构的高灵敏折射率传感器 [J], 张英;邹卫文;李新碗;毛经纬;李曙光;姜文宁;陈建平3.基于拉锥多模光纤的高灵敏度光纤折射率传感器 [J], 任琦睿;郭园园;赵彤;王文杰;4.基于拉锥多模光纤的高灵敏度光纤折射率传感器 [J], 任琦睿;郭园园;赵彤;王文杰5.基于微纳光纤模式干涉仪和石墨烯薄膜的氨气传感器 [J], 盛苗苗;范鹏程;于波;黄赟赟;李杰;关柏鸥因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

3分钟了解锥形双包层光纤双包层光纤2020年是激光器发明60周年。

经过半个多世纪的发展，作为光源的发射装置，激光器从最初的红宝石激光器一步步发展至今，其性能逐渐稳定和增强。

随着激光技术和光束处理方面的进步，激光器为众多先进的科学和工业应用打开了大门。

双包层光纤(Double Cladding Fiber)是有源光纤领域中的一项重要技术，对光纤激光器和放大器来说是一个具有重大意义的技术突破，它使光纤激光器进入了大功率时代。

在过去十年中，通过使用包层抽运光纤架构，光纤激光器的输出功率急剧上升，带动了一系列诸如光束质量、转换效率以及灵活性等方面的性能提升。

从双包层光纤端面可以看到4层结构：(1)纤芯；(2)内包层；(3)外包层；(4)保护层，见图1。

（a）（b）图1.（a）双包层光纤结构；（b）包层抽运示意图纤芯由掺稀土元素的GeO2和SiO2 构成（n1），内包层由横向尺寸比纤芯大得多、折射率比纤芯小的纯SiO2构成（n2），纤芯作为激光振荡的通道。

内包层是抽运光通道，合理设计纤芯和包层的折射率差调整数值孔径(Numerical Aperture)，可以对相关激光波长设计为单模传输。

外包层是由折射率比内包层小的透明软塑材料构成（n3）。

最外层则由硬塑材料包围，构成光纤的保护层。

双包层光纤存在的一个普遍问题是抽运光与掺杂光纤纤芯的有限重叠，这会导致抽运吸收效率降低，因而需要更长的光纤来维持增益，但这会增强非线性效应，引起脉冲展宽。

锥形双包层光纤锥形双包层光纤（T apered-DCF）是使用专门的光纤拉伸工艺形成的双包层光纤，在常规双包层光纤的基础上进一步提高了抽运光的吸收效率，图2是锥形双包层光纤示意图。

图2. 锥形双包层光纤示意图，光纤的其中一头呈锥形其中，控制温度和拉力以沿光纤的长度形成锥度，即纤芯以及内包层和外包层的直径均沿光纤的长度渐变，这使得T-DCF能够吸收更多模式的抽运光，提高了抽运光的利用率。