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超低损耗孔助光纤弯曲性能优化设计

佘雨来 周德俭 陈小勇

佘雨来, 周德俭, 陈小勇. 超低损耗孔助光纤弯曲性能优化设计[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(9): 918006-0918006(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0918006
引用本文: 佘雨来, 周德俭, 陈小勇. 超低损耗孔助光纤弯曲性能优化设计[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(9): 918006-0918006(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0918006
She Yulai, Zhou Dejian, Chen Xiaoyong. Optimization design of bending performance for ultralow loss hole assisted fiber[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(9): 918006-0918006(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0918006
Citation: She Yulai, Zhou Dejian, Chen Xiaoyong. Optimization design of bending performance for ultralow loss hole assisted fiber[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(9): 918006-0918006(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0918006

超低损耗孔助光纤弯曲性能优化设计

doi: 10.3788/IRLA201948.0918006
基金项目: 

国家自然科学基金(51765013);广西自然科学基金(2017GXNSFBA198180);广西制造系统与先进制造技术重点实验室课题(1725905004Z)

详细信息
    作者简介:

    佘雨来(1988-),男,博士生,主要从事光电互联方面的研究。Email:294281554@qq.com

  • 中图分类号: O436

Optimization design of bending performance for ultralow loss hole assisted fiber

  • 摘要: 建立了弯曲光纤的二维轴对称有限元分析模型,对初始光纤弯曲性能进行了有限元分析,分别计算其弯曲损耗,有效模场面积和连接损耗;选取芯层到下陷层距离b,下陷层宽度c,下陷层深度t,空气孔孔径r为设计变量,以弯曲损耗和连接损耗最小为目标,利用正交试验和灰度关联分析相结合的方法对光纤弯曲性能进行了多因素多目标优化设计。研究结果表明:优化后光纤弯曲损耗从0.127 8 dB/m减小到1.749 810-4 dB/m;有效模场面积从94.741 m2减小到82.37 m2;连接损耗由0.174 3 dB减小到5.80510-4 dB。与标准单模光纤对比发现,新型光纤在弯曲半径为3 mm的情况下,有效模场面积从209.21 m2减小到82.3 m2,连接损耗从7.535 8 dB减小到5.80510-4 dB,大大地降低了光纤的连接损耗。新型光纤在小半径弯曲情况下,也能保证系统的传输质量。
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-04-11
  • 修回日期:  2019-05-21
  • 刊出日期:  2019-09-25

超低损耗孔助光纤弯曲性能优化设计

doi: 10.3788/IRLA201948.0918006
    作者简介:

    佘雨来(1988-),男,博士生,主要从事光电互联方面的研究。Email:294281554@qq.com

基金项目:

国家自然科学基金(51765013);广西自然科学基金(2017GXNSFBA198180);广西制造系统与先进制造技术重点实验室课题(1725905004Z)

  • 中图分类号: O436

摘要: 建立了弯曲光纤的二维轴对称有限元分析模型,对初始光纤弯曲性能进行了有限元分析,分别计算其弯曲损耗,有效模场面积和连接损耗;选取芯层到下陷层距离b,下陷层宽度c,下陷层深度t,空气孔孔径r为设计变量,以弯曲损耗和连接损耗最小为目标,利用正交试验和灰度关联分析相结合的方法对光纤弯曲性能进行了多因素多目标优化设计。研究结果表明:优化后光纤弯曲损耗从0.127 8 dB/m减小到1.749 810-4 dB/m;有效模场面积从94.741 m2减小到82.37 m2;连接损耗由0.174 3 dB减小到5.80510-4 dB。与标准单模光纤对比发现,新型光纤在弯曲半径为3 mm的情况下,有效模场面积从209.21 m2减小到82.3 m2,连接损耗从7.535 8 dB减小到5.80510-4 dB,大大地降低了光纤的连接损耗。新型光纤在小半径弯曲情况下,也能保证系统的传输质量。

English Abstract

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