一、平端光纤与锥端微透镜光纤的耦合研究（论文文献综述）
武婷娥[1]（2020）在《集成微透镜的光纤微腔结构制备及曲率传感特性研究》文中指出光纤曲率传感器在交通运输、建筑结构检测等领域中得到广泛的研究和应用。其传感的主要原理是当光纤发生弯曲时,通过传感器结构输出光强度的改变或者光谱波长的漂移从而实现对曲率的传感。根据传感器的干涉类型来分类,目前主要存在四种类型的光纤型曲率传感器。一种是基于光栅型光纤曲率传感器,主要分为布拉格光纤光栅和长周期光纤光栅型曲率传感器。其余三种均是基于干涉原理来分类的,主要包括法布里-珀罗干涉型结构、萨格奈克型干涉结构和马赫曾德尔干涉型传感结构。其中,基于全光纤结构的马赫-曾德干涉仪具有简单的结构和熔接方法、波长测量范围大等优点,是光纤传感领域中的一个重要的研究方向并取得了许多成果。本论文提出一种基于光纤内集成微透镜式的全光纤曲率传感结构。理论方面,首先总结了光纤微透镜的光耦合理论,建立了光纤内集成微透镜结构模型,并制备出球形和D形两种光纤微透镜结构,该结构制备简单,可重复性好。理论计算比较了微透镜结构和平端单模光纤输出光线的发散角,并实验验证了所制备的微透镜结构具有准直的效果。利用仿真软件得到了马赫曾德干涉谱。随后通过比较输入端单模光纤的发散角和干涉结构的接收角,论证了由于光纤微透镜结构的存在,增大了干涉区域纤芯的光耦合。由此计算出耦合到空芯光纤纤芯和管壁的光强以及耦合效率。根据马赫曾德干涉光强公式,最终得出了干涉总光强随弯曲角度的变化函数。通过函数关系分析了灵敏度和各物理参量的关系,讨论了提高灵敏度的方法。在实验方面,我们通过搭建光纤精准切割平台,实现对光纤干涉腔长的精确控制。利用电弧放电法,制备出马赫曾德干涉型传感结构,最终通过干涉光谱进行解调,实现对曲率的灵敏测量。根据马赫曾德干涉仪的干涉原理,分析了光纤结构弯曲对干涉谱线的影响。理论表明,当传感器结构弯曲曲率逐渐变大时,通过干涉区域纤芯和管壁的光强之差会逐渐变小,导致干涉谱线的对比度增加;而弯曲导致空芯光纤管壁折射率的变化很小,导致干涉谱线的波长几乎不发生漂移。实验所测得干涉光谱的变化和理论一致。实验测得,在0-15.31 m-1的大曲率范围内,传感器结构的曲率灵敏度最大为-0.41 d B/m-1。可用于大曲率的检测。最后,研究了此传感结构的干涉腔长对传感结构的曲率灵敏度的影响,发现干涉区域腔长越大,干涉光谱对比度变化越明显,曲率灵敏度越大。
杨昉[2]（2017）在《基于光纤微光学编码的路基沉降远程自动监测系统研究与应用》文中指出进入21世纪以来,我国在高速铁路建设上,实现了跳跃性的发展,尤其随着十三五交通规划战略提出以及高铁八小时交通圈概念应运而生。目前我国铁路建设规模前所未有,但与此同时也需要与时俱进的先进监测技术与之匹配。就目前的监测技术而言,不仅费时费力,监控数据亦容易出现较大误差。因此由于现有的技术或是性能上存在不足,或是应用范围狭窄,基本不能实现大范围区域内的自动监测,急需能够实现大范围、长距离实时监测的新技术。在此背景下,光纤传感技术于其自动、实时、误差小、价格低廉等特点逐渐应用到路基沉降为典型代表的铁路基础设施安全监测领域。本文将主要以大型室内路基沉降模拟试验和现场应用试验为依托,针对光纤传感技术研发并结合室内和现场监控量测试验形成如下成果:1)选取光纤时,芯径选取的标准应该是尽可能大的多模光纤;2)确定当选取芯径较大时,光纤输出光束的光强分布公式;3)光纤耦合接收光强的理论计算公式随r值不同而不同,并通过试验证明了理论值和试验值吻合较好,证明光强理论计算公式推导正确性。此外,本研究综合采用化学腐蚀法和熔融拉椎法提高光纤耦合效率4)第3代样机系统主要在基本原理改进、光路系统的改进、光源的改进、探测器改进、光开关的改进和脉冲串首位信号的定位进行改进;5)通过大型室内路基沉降模拟试验可得:基于光纤传感的铁路路基沉降监测设备的伸缩端与机械微位移升降平台相连,通过光纤传感器测量的沉降值与沉降台下降数值进行对比,证明了光纤传感器可靠性、测试精度以及实际工程应用可行性。6)从现场监控量测结果来看,基于光纤微光学编码的路基沉降自动监测系统设备表现了良好的工作性能及测量精度并通过与传统人工监测方式数据进行对比分析,两种监测方式路基沉降数据基本一致,表明了基于光纤微光学编码的路基沉降自动监测系统可以替代其他监测方法在实际工程进行应用
王猛[3]（2016）在《大功率半导体激光器耦合特性的研究》文中研究指明半导体激光器价格便宜且其电光转换效率高,被广泛应用在民用经济和国防科技发展中,大功率半导体激光器与光纤耦合已在固体激光泵浦、激光加工、医疗手术、军事装备等领域中大量使用。但由于大功率半导体激光器的光束质量较差,使得在与光纤耦合时会有大量耦合损耗产生,制约了大功率半导体激光器的应用。柱状楔形透镜光纤在众多与半导体激光器耦合的方式中表现突出,凭借其独特的结构特点对半导体激光光束进行整形,提高耦合效率。本文主要讨论大功率半导体激光器与柱状楔形透镜光纤的耦合时,柱状楔形透镜光纤对整个耦合系统的影响。将傍轴近似下的光学矩阵理论引入分析柱状楔形透镜光纤耦合系统,基于高斯光束的ABCD矩阵理论运用MATLAB软件建立了大功率半导体激光器与柱状楔形透镜光纤耦合仿真模型,并在此基础上运用MATLAB中Guide技术设计了一款仿真软件,可用于大功率半导体激光器与柱状楔形透镜光纤耦合的仿真和设计。在对半导体激光器慢轴方向计算时加入了“虚光腰”的计算,使其更接近现实实验。在仿真方面还利用机械设计软件Solidworks设计了柱状楔形透镜光纤机械结构并放入光学设计软件ZEMAX中对其进行仿真。本文中设计的仿真软件由一个主界面和三个功能界面组成。在耦合分析界面中,通过输入大功率半导体激光器与柱状楔形透镜光纤的参数,可得到耦合效率的变化曲线。位移误差分析界面可以得到具体偏移位置的耦合效率变化与位移偏移误差对耦合效率的影响。角度误差分析界面可得到角度偏移误差对耦合效率的影响。对仿真软件测试,通过与实验数据进行对比,验证了基于ABCD矩阵理论开发的柱状楔形透镜光纤耦合系统仿真软件是合理可行的。本文通过仿真软件对柱状楔形透镜光纤结构参数对耦合系统耦合效率的影响进行分析,可以指导柱状楔形透镜光纤加工制作。
于海鹰,王猛,刘耀东,王艳,秦旭辉[4]（2015）在《LD与柱状楔形透镜光纤的耦合特性研究》文中进行了进一步梳理半导体激光器与光纤的耦合系统的优化设计,可减小耦合损耗,有利于半导体激光器的使用和发展。文章分析柱状楔形透镜光纤与半导体激光器的耦合损耗,运用矩阵光学的ABCD定律建立了柱状楔形透镜光纤与半导体激光器耦合的模型,对激光耦合进入光纤进行计算;通过仿真计算,研究柱状楔形透镜光纤的结构参数对耦合效率的影响与纵、横向位置偏移容忍度。结果表明:柱状楔形透镜光纤各项结构参数中,锥端尺寸与柱面半径对耦合效率的影响较大。锥端尺寸与柱面半径与耦合效率呈反比,在设计的耦合系统中,容忍范围为1.2μm;纵横向偏差存在时,x方向容忍度最低为0.71μm,而y方向的容忍度是x方向的3倍多;在进行柱状楔形透镜光纤耦合实验时要着重减少x方向误差。
刘小龙[5]（2014）在《光波导阵列电光扫描系统光利用率的研究》文中研究指明光波导阵列电光扫描器具有扫描范围大、扫描频率高、控制电压低、系统体积小等优点,在光学雷达、激光通信、激光制导和激光显示等军用与民用领域具有广阔的应用前景。本文对光波导阵列电光扫描系统的光利用率进行实验和理论研究,所取得的主要研究成果为:1.搭建了实验系统,测量了光波导阵列电光扫描系统光利用率,分析得到了影响其光利用率的主要因素,即:单模光纤-光波导阵列耦合和光波导阵列芯片光利用率。2.对单模光纤-光波导阵列光耦合系统进行了研究。介绍了光纤耦合系统的光耦合损耗和常见的耦合方式,利用光波导设计分析软件模拟了四种光耦合模型,结果表明平端光纤直接耦合和自聚焦透镜耦合的耦合效率较高。3.分析了影响光波导阵列芯片光利用率的因素,即:光波导阵列模式泄漏损耗和材料的吸收损耗。模拟了在衬底和光波导阵列之间生长一层低折射率的隔离层来减小模式泄漏损耗,结果表明采用隔离层的光波导阵列芯片可使泄漏损耗从总输入功率的38%降低至2%。4.研究了光波导阵列各部分介质的消光系数与吸收损耗的关系,获得了各介质的消光系数。在此基础上,提出了在包层和芯层之间生长过渡层的方法来减小吸收损耗。模拟结果表明:采用过渡层的光波导阵列芯片光利用率为未采用过渡层的1.78倍。5.研究了各扫描芯片模型的扫描光场,提出了一种在衬底和光波导阵列之间增加吸收层的方法来改善扫描光场。模拟结果表明:吸收层能够降低边瓣,改善扫描光场。
尤杨[6]（2013）在《集成光波导与光纤的耦合设计研究》文中进行了进一步梳理光集成器件是光网络的核心，也是光通信技术不断发展的支撑。光集成器件在实际封装过程中由于存在集成波导和光纤的模场失配和方向错位，将带来严重的耦合损耗，成为制约二者有效耦合的主要因素。本论文主要针对光集成器件在封装中存在的模场失配损耗和对准偏差损耗，从耦合效率理论出发，通过模拟仿真，建立了集成波导与光纤的各种直接或间接耦合方式模型，并系统分析对比了不同耦合方式下的耦合损耗，总结了集成波导与光纤的有效耦合规律。文章从内容上可分为理论分析和模拟仿真两大部分：第一部分讨论了光集成器件封装耦合过程中插入损耗的产生原因及消除总插入损耗的各种方法，并分析了波导与光纤的耦合理论；第二部分针对光集成器件封装中的三类不同耦合方式建立了仿真模型，采用光束传播法来计算波导和光纤的模场分布并利用三维模场重叠积分计算二者的耦合效率，分析了波导或光纤的参数影响数值规律以及耦合误差对传输性能的影响，具体包括：不同端面形状的光纤与集成光波导的耦合、光纤与不同类型集成光波导的耦合以及在二者之间插入二元光学元件的耦合，最后还对阵列集成光波导与阵列光纤的耦合规律进行了分析研究。通过仿真，总结出不同的耦合方式和对准精度(横向、轴向及角向的偏移)对耦合损耗影响的规律，得出相对有效的耦合方式。本论文通过对集成光波导和光纤的耦合问题研究，为合理设计光纤和波导的耦合封装平台、实现各种集成光学器件从实验室走向实用化提供了一定理论依据和指导。
文雪[7]（2011）在《聚合物基光波导光纤耦合及封装研究》文中指出新型有机聚合物光波导器件以其材料成本低、制备工艺简便、可见光窗口透明等优势成为近年来集成光学领域的研究热点之一。而聚合物光波导芯片与光纤的耦合联接、封装固定是芯片制造迈向实用化的重要环节。性能优良、造价低廉的耦合封装方法能够很好地发挥聚合物光波导芯片低成本的优势。本文在对国内外聚合物光波导及光电子封装技术深入调研和分析的基础上,针对研制的新型聚合物PSQ-L基光波导芯片的自身特性,对其与光纤的耦合及封装进行了理论和实验研究,具体内容包括：（1）对单模光纤与研制的聚合物PSQ-L基光波导的端面耦合进行了深入研究。首先分析了平端光纤与聚合物波导端面耦合的影响因素,包括对准偏差、端面菲涅尔反射损耗、端面固化胶特性、及波导横截面尺寸等。计算结果表明,该聚合物波导具有较低的端面反射率及良好的透过率。预测了折射率为1.515的PSQ-LH聚合物材料作为固化胶可提高端面耦合效率。然后针对研制的聚合物PSQ-L基倒脊形光波导,优化设计了锥形透镜光纤的结构参数。最后针对平端光纤与研制的正脊形聚合物光波导的耦合,设计了聚合物基波导模式转换器,获得了较高的耦合效率。（2）针对研制的聚合物PSQ-L基倒脊形光波导,设计了一种低成本、耦合效率较高的端面光纤耦合封装结构。给出了设计方法,并对所设计的封装结构进行了光、机、热多因素综合分析。包括高温冲击分析、低温冲击分析、振动模态分析、谐响应分析以及封装材料分析等。可靠性分析的仿真结果预测了该封装结构的优良性能。（3）采用截断法分别测试了平端光纤、锥形透镜光纤与新型聚合物PSQ-L基倒脊形光波导的端面耦合效率,实验验证了模拟结果的正确性。对研制的聚合物PSQ-L基光波导芯片与光纤的耦合封装进行了实验研究。基于低成本、高效率的紫外固化胶粘结技术,针对设计的封装结构探索了封装工艺,采用锥形透镜光纤与平端光纤相结合的耦合方式进行了封装。对封装后的芯片进行了光学测试,获得了较好的通光效果,并有效提高了耦合效率。将课题组自主研发的PSQ-LH聚合物材料应用于平端光纤与聚合物光波导的端面耦合固化,初步实验结果表明该材料起到了较好的折射率匹配作用,降低了封装成本。
赵曾伟[8]（2010）在《半导体激光器与铲形光纤耦合技术研究》文中认为随着光纤技术的发展,光纤的应用范围愈来愈广泛。特别是光通信方面,光纤已成为最重要的传输介质。半导体激光器具有体积小、寿命长、电光转换效率高、调制方便、可集成等优点,在光通信中得到了广泛的应用。但半导体激光器的有源区面积很小,其光束发散角很大,快轴方向一般为30°40°,在与光纤耦合时要对激光光束进行准直及整形来提高光束质量及耦合效率。为了提高耦合失容度和减少调试、安装的困难,常用光纤微透镜来减少光束的发散角和增大光纤的数值孔径。随着大功率激光器的研制成功和推广应用,光纤输出光束的质量制约着激光器的应用。目前对光纤耦合系统的失容度的研究较少,而且大多集中在国防、军工等方面,因此对大功率半导体激光器光纤耦合系统的失容度问题具有现实意义。通过对国内外各种铲形光纤技术的调研和比较,主要进行了以下几项工作:1.介绍了LD的结构和远场模式以及光纤传输光的基本理论,阐述了激光束的整形方法和提高光纤数值孔径的方法。总结了国内外光纤耦合器的产品现状,介绍了LD与光纤的耦合方式及耦合系统,并简要的介绍了常用的耦合系统。2.对铲形光纤的制备工艺和控制参数给予了简单的介绍。在光纤耦合理论的基础上,阐述了铲形光纤与LD的耦合系统分析方法和基本原理。分析了光束发散角、耦合距离、光纤的芯径与耦合效率的关系,并得到了最佳耦合效率和最大耦合效率。3.对铲形光纤耦合系统的失容度进行了分析。详细说明了该系统的功率特性与各维向的失容误差之间的关系。为降低调试和封装的难度提供了理论指导,进而有利于提高铲形光纤器件的发展及应用。4.按照理论指导制备了不同切割角度、切割深度的铲形光纤,并对制备的铲形光纤进行实验测量,实验证明:铲形光纤经过改进后,可提高与LD耦合的耦合效率。此结果可对铲形光纤的优化设计及实际应用提供了理论指导。
万腾[9]（2009）在《梯度折射率透镜传输特性研究及光纤耦合系统设计》文中进行了进一步梳理随着梯度折射率光学理论,光学设计理论基础的不断发展,利用梯度折射率光学可减少光学系统组件,简化加工工艺,为科技工程设计师们提供了一条使光学系统向微型化、轻型化、优质化、易装配等方向发展的新途径。因此梯度折射率透镜在光学通信等方面的光学系统中具有广泛的应用前景。本文主要介绍了高斯光束在梯度折射率介质中的传输特性,以及梯度折射率透镜在光纤耦合中的应用。首先:分析了高斯光束在梯度折射率非线性介质中的传播特性,从波动方程出发,利用变分法,最终求得高斯光束在梯度折射率非线性介质中传输时束斑半径、曲率半径和光强的表达式,主要分析了非线性因子和其他因素对束斑半径和光强的影响,以及高斯光束在非线性梯度折射率棒透镜中的自聚焦性质。其次:本文设计并采用双梯度折射率透镜系统来实现高斯光束在光纤中的耦合,采用等效薄透镜理论分析了多种因素对耦合的影响,以及双梯度折射率透镜系统较单梯度折射率透镜耦合在系统稳定性方面的提高,得到透镜及整个耦合系统参数选择的一般性结论。
李艳庆[10]（2008）在《980nm泵浦激光器与透镜光纤耦合的研究》文中进行了进一步梳理980nm泵浦激光器因其噪声低、泵浦功率大等特点成为光通讯中掺饵光纤放大器的主要泵浦源,随着光网络的推广,980nm泵浦激光器的应用领域也越来越广泛。但是980nm泵浦激光器的使用需要与光纤耦合,如何根据激光器的特性研制一个高效稳定的耦合系统成为重点。透镜光纤耦合系统因为其结构简单、加工方便、便于封装等特点成为比较热门的耦合方式。本文正是基于这一背景,对980nm泵浦激光器与透镜光纤耦合进行理论与试验上的研究。本文首先从耦合理论出发,对激光器模场与光纤模场进行了对比,分析了模场失配时的影响;然后对透镜光纤的模场进行了分析和试验对比,得到与激光器模场相匹配的透镜光纤模型;其次将980nm泵浦激光器与透镜光纤进行耦合分析,得出耦合效率与透镜光纤各参数的关系;最后设计了不同参数的透镜光纤与激光器的耦合试验,获得了较为理想的耦合效率;同时将试验值与理论值作出了比较,并且根据试验中的损耗对试验值进行了完善。上述理论分析与试验研究,获得了一个较理想的透镜光纤参数,为理想耦合系统的设计提供了理论与试验基础。
二、平端光纤与锥端微透镜光纤的耦合研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、平端光纤与锥端微透镜光纤的耦合研究（论文提纲范文）
（1）集成微透镜的光纤微腔结构制备及曲率传感特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析 |
| 1.2.1 光纤曲率传感结构研究的发展及现状 |
| 1.2.2 光纤曲率传感结构的国内外现状分析 |
| 1.3 主要研究内容及意义 |
| 第2章 光纤内集成微透镜结构的耦合理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 普通单模光纤发散角理论及计算 |
| 2.3 空芯光纤接收角理论及计算 |
| 2.3.1 空芯光纤管壁接收角的计算 |
| 2.3.2 空芯光纤纤芯接收角的计算 |
| 2.4 普通光纤马赫曾德干涉结构耦合理论研究 |
| 2.5 球形端面光纤发散角理论研究 |
| 2.6 D形端面光纤发散角理论研究 |
| 2.7 基于光纤微透镜结构的马赫曾德干涉耦合理论研究 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 光纤内集成球形微透镜结构的制备及曲率传感特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光纤微透镜结构的制作 |
| 3.2.1 光纤球形微透镜结构的设计及制备 |
| 3.2.2 光纤球形微透镜结构的优化 |
| 3.2.3 光纤球形微透镜结构聚焦效果的验证 |
| 3.2.4 光纤球形微透镜结构耦合效率测试 |
| 3.3 基于球形微透镜的光纤微腔曲率传感器的传感特性 |
| 3.3.1 曲率传感器的设计及制备 |
| 3.3.2 曲率的测量原理与装置 |
| 3.3.3 传感器的曲率传感特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 光纤内集成D形微透镜结构的制备及曲率传感特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光纤D形微透镜结构的设计及制备 |
| 4.3 基于D形微透镜的曲率传感器的传感特性 |
| 4.4 探究干涉腔长的改变对曲率传感结构传感特性的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）基于光纤微光学编码的路基沉降远程自动监测系统研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 国内外路基沉降监测理论研究现状 |
| 1.2.2 国内外监测发展趋势研究现状 |
| 1.3 本文研究目标、内容、拟解决的关键问题及技术路线 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 拟解决的关键问题 |
| 1.3.4 拟采取的技术路线 |
| 第2章 光纤微光学理论与技术研究 |
| 2.1 光纤对光的耦合理论分析 |
| 2.1.1 光纤基本结构 |
| 2.1.2 光纤耦合理论 |
| 2.2 提高光纤耦合效率方法 |
| 2.2.1 增加透镜 |
| 2.2.2 光纤端面加工 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 基于光纤光学技术的沉降监测设备开发 |
| 3.1 第3代样机开发 |
| 3.1.1 基本原理的改进 |
| 3.1.2 光路系统的改进 |
| 3.1.3 光源的改进 |
| 3.1.4 探测器的改进 |
| 3.1.5 光开关的改进 |
| 3.1.6 脉冲串首位信号的定位 |
| 3.1.7 系统组装 |
| 3.1.8 试验结果分析及波形处理 |
| 3.2 第3代样机监测软件 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 路基沉降模拟试验研究分析 |
| 4.1 场地建设要求 |
| 4.2 路基沉降模拟试验平台建设 |
| 4.3 监测模拟试验结果对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 成渝客专沉降监测应用案例 |
| 5.1 自然概况及路基条件 |
| 5.2 方案设计 |
| 5.3 总体布置方案 |
| 5.4 现场施工 |
| 5.5 数据处理设备及用户终端安装 |
| 5.6 现场监测及调试 |
| 5.7 监测结果 |
| 5.8 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 主要工作及结论 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人职业简历 |
（3）大功率半导体激光器耦合特性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 半导体激光器和光纤耦合的发展 |
| 1.3 大功率半导体激光器与光纤耦合的研究 |
| 1.4 大功率半导体激光器与光纤耦合的应用 |
| 1.5 本文的主要内容 |
| 第2章 半导体激光器与透镜光纤的耦合原理 |
| 2.1 大功率半导体激光器工作原理及光束特性 |
| 2.1.1 大功率半导体激光器工作原理 |
| 2.1.2 大功率半导体激光器的光束特性 |
| 2.2 光纤分析 |
| 2.2.1 光纤简介 |
| 2.2.2 光纤模场分析 |
| 2.2.3 光纤耦合时的损耗 |
| 2.3 透镜光纤的类型与模场分析 |
| 2.3.1 球形透镜光纤 |
| 2.3.2 锥形透镜光纤 |
| 2.3.3 柱状楔形透镜光纤 |
| 第3章 柱状楔形透镜光纤耦合 |
| 3.1 柱状楔形透镜光纤结构 |
| 3.1.1 柱状楔形透镜光纤结构组成 |
| 3.1.2 柱状微透镜半径 |
| 3.1.3 楔形角角度 |
| 3.1.4 最佳耦合距离 |
| 3.2 高斯光束的ABCD矩阵转换 |
| 3.2.1 高斯光束 |
| 3.2.2 矩阵光学中的ABCD定律 |
| 3.3 柱状楔形透镜光纤耦合系统分析 |
| 3.3.1 柱状楔形透镜光纤耦合系统模场 |
| 3.3.2 位移与角度偏差分析 |
| 第4章 柱状楔形透镜光纤耦合模型仿真设计 |
| 4.1 开发平台及工具介绍 |
| 4.1.1 MATLAB简介 |
| 4.1.2 GUIDE设计 |
| 4.2 柱状楔形透镜光纤仿真器设计 |
| 4.2.1 仿真器主界面 |
| 4.2.2 仿真器耦合分析界面 |
| 4.2.3 位移误差分析 |
| 4.2.4 角度误差分析 |
| 4.3 ZEMAX仿真 |
| 第5章 耦合软件仿真测试运行与数据分析 |
| 5.1 柱状楔形透镜光纤耦合仿真软件测试 |
| 5.2 仿真数据分析 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况 |
（4）LD与柱状楔形透镜光纤的耦合特性研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 耦合系统设计 |
| 1. 1 柱状楔形透镜光纤 |
| 1. 2 LD与柱状楔形透镜光纤耦合系统 |
| 1. 3 LD理论模型 |
| 2基于ABCD定律的LD椭圆形高斯光束分析 |
| 3耦合系统仿真结果分析 |
| 3. 1光纤结构参数对耦合效率影响 |
| 3. 2位移误差对耦合效率影响影响 |
| 4结论 |
（5）光波导阵列电光扫描系统光利用率的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容与结构安排 |
| 第二章 光波导阵列电光扫描系统光利用率分析 |
| 2.1 光波导阵列电光扫描系统的工作原理 |
| 2.2 光波导阵列电光扫描系统的光利用率 |
| 2.2.1 光波导阵列的耦合效率 |
| 2.2.2 光波导阵列芯片的光利用率 |
| 2.2.3 扫描系统的透过率与光利用率 |
| 2.3 扫描系统光利用率的实验研究 |
| 2.3.1 实验系统 |
| 2.3.2 测量扫描系统光利用率的方法 |
| 2.3.3 实验测量结果及分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 单模光纤-光波导阵列耦合研究 |
| 3.1 单模光纤-光波导阵列的耦合损耗 |
| 3.1.1 模场失配损耗 |
| 3.1.2 对准偏差损耗 |
| 3.1.3 菲涅尔反射损耗 |
| 3.2 光耦合方式的分类 |
| 3.2.1 直接耦合系统 |
| 3.2.2 间接耦合系统 |
| 3.3 模拟研究耦合效率的方法 |
| 3.3.1 模拟软件简介 |
| 3.3.2 基本耦合模型 |
| 3.3.3 模型耦合效率的分析 |
| 3.4 提高耦合效率的模拟研究 |
| 3.4.1 平端光纤直接耦合 |
| 3.4.2 球面微透镜直接耦合 |
| 3.4.3 单球透镜间接耦合 |
| 3.4.4 自聚焦透镜耦合 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 光波导阵列芯片光利用率的研究 |
| 4.1 影响光波导阵列芯片利用率的因素 |
| 4.1.1 光波导阵列的模式泄漏 |
| 4.1.2 光波导阵列芯片的材料吸收 |
| 4.2 芯片参数与其光利用率的研究 |
| 4.2.1 第一包层厚度与泄漏损耗的关系 |
| 4.2.2 芯层消光系数与吸收损耗的关系 |
| 4.2.3 包层消光系数与吸收损耗的关系 |
| 4.2.4 衬底消光系数与吸收损耗的关系 |
| 4.2.5 各介质消光系数的估计值 |
| 4.3 提高光波导阵列芯片光利用率的研究 |
| 4.3.1 减少泄漏损耗的方法 |
| 4.3.2 减小吸收损耗的方法 |
| 4.4 光波导阵列芯片光利用率与扫描光场 |
| 4.4.1 隔离层对远场分布的影响 |
| 4.4.2 吸收层对远场分布的影响 |
| 4.4.3 过渡层对远场分布的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）集成光波导与光纤的耦合设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 光集成器件的封装耦合技术概况 |
| 1.2 国内外研究情况 |
| 1.3 本论文主要工作 |
| 2 耦合理论分析 |
| 2.1 耦合机理 |
| 2.2 研究方案 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 单通道波导与光纤的直接耦合研究 |
| 3.1 不同结构的波导与光纤的耦合分析 |
| 3.2 不同端面形状的光纤与矩形波导的耦合分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 二元光学元件的设计理论与耦合应用 |
| 4.1 二元光学元件的设计理论 |
| 4.2 引入二元光学元件的波导与光纤的耦合 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 阵列波导与阵列光纤的耦合 |
| 5.1 阵列矩形波导与阵列单模光纤的耦合 |
| 5.2 阵列脊波导与阵列单模光纤耦合 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 1 攻读硕士学位期间发表论文目录 |
（7）聚合物基光波导光纤耦合及封装研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 聚合物基集成光波导概况 |
| 1.1.1 新型聚合物光波导材料 |
| 1.1.2 聚合物光波导制备工艺 |
| 1.1.3 聚合物光波导器件概述 |
| 1.2 光电子封装技术研究进展 |
| 1.2.1 MOEMS封装技术 |
| 1.2.2 光电模块的封装组装技术 |
| 1.2.3 平面光波导光纤耦合封装技术 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 2 平面光波导光纤耦合封装研究的理论基础 |
| 2.1 光波导的电磁理论分析 |
| 2.1.1 平板波导与条形波导 |
| 2.1.2 脊形光波导等效折射率法 |
| 2.2 光纤与平面光波导端面耦合分析 |
| 2.2.1 平端光纤与条形波导的耦合 |
| 2.2.2 锥形透镜光纤与条形波导的耦合 |
| 2.3 光束传输数值计算原理 |
| 2.4 热弹性力学基本理论 |
| 2.5 结构模态理论与谐响应分析 |
| 2.6 小结 |
| 3 光纤与聚合物基光波导的端面耦合设计 |
| 3.1 端面耦合效率模拟分析步骤 |
| 3.2 平端光纤与聚合物倒脊形光波导的端面耦合分析 |
| 3.2.1 对准偏差对耦合效率的影响 |
| 3.2.2 端面菲涅尔反射损耗 |
| 3.2.3 化胶对端面藕合效率的影响 |
| 3.2.4 波导的横截面尺寸对藕合效率的影响 |
| 3.3 锥形透镜光纤与波导耦合结构的优化设计 |
| 3.4 聚合物基光波导模式转换器设计 |
| 3.5 小结 |
| 4 新型聚合物基光波导芯片的光纤耦合封装设计 |
| 4.1 聚合物基光波导芯片光纤耦合封装设计流程 |
| 4.2 聚合物基光波导芯片光纤耦合封装的结构设计 |
| 4.3 数值分析设置与参数 |
| 4.4 结果分析与讨论 |
| 4.4.1 高温冲击分析 |
| 4.4.2 低温冲击分析 |
| 4.4.3 振动冲击分析 |
| 4.5 小结 |
| 5 聚合物基光波导芯片光纤耦合及封装的实验研究 |
| 5.1 耦合效率测试实验 |
| 5.1.1 测试系统 |
| 5.1.2 测试方法 |
| 5.1.3 结果分析 |
| 5.2 聚合物基光波导光纤端面耦合封装实验 |
| 5.2.1 实验装置 |
| 5.2.2 封装工艺与流程 |
| 5.2.3 封装测试结果 |
| 5.3 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（8）半导体激光器与铲形光纤耦合技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 大功率半导体激光器的发展 |
| 1.2 半导体激光器光纤耦合技术的回顾及发展趋势 |
| 1.2.1 大功率半导体激光器光纤耦合模块的发展历史 |
| 1.2.2 大功率半导体激光器光纤耦合模块发展现状 |
| 1.2.3 大功率半导体激光器光纤耦合模块的发展趋势 |
| 1.3 大功率半导体激光器及光纤耦合组件的应用 |
| 1.4 本论文的主要研究工作 |
| 参考文献 |
| 第二章 激光器与光纤的基本理论 |
| 2.1 大功率半导体激光器的工作原理和特点 |
| 2.1.1 半导体激光器的工作原理 |
| 2.1.2 半导体激光器的类型及分类 |
| 2.2 半导体激光器的场空间分布 |
| 2.3 光纤的结构及分类 |
| 2.4 光纤的传光特性 |
| 2.4.1 光波导的一般理论 |
| 2.4.2 光纤的波动理论 |
| 2.4.3 均匀折射率光纤的光线理论 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 光纤耦合系统的原理及要求 |
| 3.1 激光器与光纤耦合的耦合效率 |
| 3.2 半导体激光器与光纤耦合的要求 |
| 3.3 激光器与光纤的耦合系统 |
| 3.3.1 直接耦合系统 |
| 3.3.2 间接接耦合系统 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 铲形光纤耦合系统的理论分析 |
| 4.1 透镜光纤与激光器的耦合的ABCD 矩阵分析 |
| 4.2 半导体激光器与铲形多模光纤的耦合分析 |
| 4.2.1 高斯光束的发散特性 |
| 4.2.2 光线追迹分析耦合效率 |
| 4.2.3 数值结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 光纤耦合系统的失容误差分析 |
| 5.1 平端光纤耦合模型的失容差分析 |
| 5.1.1 光纤端面的倾斜对耦合效率的影响 |
| 5.1.2 调整失容度对耦合效率的影响 |
| 5.2 铲形光纤耦合系统的失容差分析 |
| 5.2.1 轴向失容差对耦合效率的影响 |
| 5.2.2 角向失容差对耦合效率的影响 |
| 5.2.3 光纤轴向旋转对耦合效率的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 铲形光纤耦合实验及结果分析 |
| 6.1 耦合实验的准备工作 |
| 6.1.1 光纤的选取与铲形微透镜的制备 |
| 6.1.2 半导体激光器的选择 |
| 6.1.3 耦合器结构设计 |
| 6.2 LD 与铲形光纤的耦合实验 |
| 6.3 耦合实验的结果与讨论 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 结束语 |
| 攻读硕士学位期间主要科研成果 |
| 致谢 |
（9）梯度折射率透镜传输特性研究及光纤耦合系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 主要研究内容 |
| 1.3 研究目的 |
| 第二章 激光器、高斯光束概述 |
| 2.1 激光器、高斯光束 |
| 2.1.1 激光器简述 |
| 2.1.2 LD 激光器及其光束特性 |
| 2.2 本章小节 |
| 第三章 梯度折射率透镜概述 |
| 3.1 梯度折射率光学简介 |
| 3.2 梯度折射率透镜的分类 |
| 3.2.1 轴向梯度折射率透镜 |
| 3.2.2 球面梯度折射率透镜 |
| 3.2.3 径向梯度折射率透镜 |
| 3.3 径向梯度折射率透镜的应用 |
| 3.4 本章小节 |
| 第四章 光耦合理论 |
| 4.1 光纤通信中的光耦合 |
| 4.2 光源与光纤的耦合理论 |
| 4.3 在光纤端面制作微透镜的耦合系统 |
| 4.4 半导体激光器光纤耦合特性分析 |
| 4.4.1 空间调整容忍度 |
| 4.4.2 光纤本身特性对耦合效率的影响 |
| 4.5 本章小节 |
| 第五章 高斯光束在非线性GRIN 透镜棒中的传输 |
| 5.1 基本理论 |
| 5.1.1 模型建立 |
| 5.1.2 高斯光束传输分析 |
| 5.1.3 逆抛物线型GRIN 透镜的传输特性 |
| 5.2 计算结果与讨论 |
| 5.2.1 数值模拟 |
| 5.2.2 结论 |
| 5.3 本章小节 |
| 第六章 GRIN 透镜在光纤耦合中的应用 |
| 6.1 透镜对高斯光束的变换 |
| 6.1.1 理论分析 |
| 6.1.2 结果分析 |
| 6.2 GRIN 光纤透镜耦合应用 |
| 6.2.1 模型建立 |
| 6.2.2 理论分析 |
| 6.2.3 计算讨论 |
| 6.2.4 GRIN 光纤透镜的最大光斑半径 |
| 6.3 本章小节 |
| 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表论文 |
（10）980nm泵浦激光器与透镜光纤耦合的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 980nm 泵浦激光器的应用及耦合系统的研究意义 |
| 1.2.1 980nm 泵浦激光器的应用 |
| 1.2.2 耦合系统的介绍 |
| 1.3 国内外研究成果 |
| 第2章 半导体激光器与光纤耦合的理论基础 |
| 2.1 激光器的光学特性 |
| 2.2 光纤结构与光纤传输特性 |
| 2.3 耦合模型理论分析 |
| 2.4 激光器与柱状楔形透镜光纤的耦合特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 试验与讨论 |
| 3.1 光纤尾纤的介绍 |
| 3.2 试验条件与设备的介绍 |
| 3.2.1 试验条件的介绍 |
| 3.2.2 试验设备及制作流程的介绍 |
| 3.3 耦合相关试验结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 耦合模型的完善 |
| 4.1 尾纤的损耗 |
| 4.2 FBG 对激光器输出功率的影响 |
| 4.3 未解决的问题及后续工作 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、平端光纤与锥端微透镜光纤的耦合研究（论文参考文献）
- [1]集成微透镜的光纤微腔结构制备及曲率传感特性研究[D]. 武婷娥. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [2]基于光纤微光学编码的路基沉降远程自动监测系统研究与应用[D]. 杨昉. 西南交通大学, 2017(03)
- [3]大功率半导体激光器耦合特性的研究[D]. 王猛. 山东建筑大学, 2016(08)
- [4]LD与柱状楔形透镜光纤的耦合特性研究[J]. 于海鹰,王猛,刘耀东,王艳,秦旭辉. 山东建筑大学学报, 2015(06)
- [5]光波导阵列电光扫描系统光利用率的研究[D]. 刘小龙. 西安电子科技大学, 2014(04)
- [6]集成光波导与光纤的耦合设计研究[D]. 尤杨. 华中科技大学, 2013(06)
- [7]聚合物基光波导光纤耦合及封装研究[D]. 文雪. 大连理工大学, 2011(09)
- [8]半导体激光器与铲形光纤耦合技术研究[D]. 赵曾伟. 河南大学, 2010(11)
- [9]梯度折射率透镜传输特性研究及光纤耦合系统设计[D]. 万腾. 西安电子科技大学, 2009(01)
- [10]980nm泵浦激光器与透镜光纤耦合的研究[D]. 李艳庆. 哈尔滨工业大学, 2008(S2)