錐形光纖參數(shù)分析及回音壁微球腔耦合特性.pdf

1、由于高品質(zhì)因子、小模式體積，以及良好的機(jī)械穩(wěn)定性，回音壁模式光學(xué)諧振腔得到了廣泛的關(guān)注。如何確保諧振腔的有效耦合，是實(shí)現(xiàn)回音壁模式，并獲得有效輸出的重要環(huán)節(jié)。
　　本文以微球諧振腔與錐形光纖的有效耦合為目標(biāo)，開展了錐形光纖的參數(shù)分析，以及制備、耦合實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)合系統(tǒng)透射率分析了系統(tǒng)耦合的三種狀態(tài)：欠耦合、臨界耦合與過耦合?；阱F形光纖的基本特性、錐形光纖中的射線理論與波導(dǎo)理論，分別對(duì)錐區(qū)、錐腰處傳播常數(shù)進(jìn)行了研究，分析了錐形光纖倏

2、逝場以及倏逝場對(duì)光纖損耗的影響。
　　通過錐形光纖形成過程的理論分析，得到了錐形光纖過渡區(qū)模場分布、光功率分布與纖芯直徑的關(guān)系。利用氫氧焰拉錐系統(tǒng)在拉伸長度為15mm時(shí)成功拉制出直徑約為2.8μm的錐形光纖，為后續(xù)耦合實(shí)驗(yàn)提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　為了實(shí)現(xiàn)微球與錐形光纖的有效耦合，論文對(duì)錐形光纖錐腰處光子的分布進(jìn)行研究，分別對(duì)光子的粒子性與波動(dòng)性進(jìn)行了模擬。利用蒙特卡羅方法，當(dāng)連續(xù)單光子入射時(shí)，分析了光子在錐腰處的分布，結(jié)果表明

3、，當(dāng)錐腰直徑小于4μm時(shí)，錐腰直徑越細(xì)，逸出錐形光纖的光子數(shù)越多。進(jìn)一步對(duì)錐形光纖錐腰處電場Ez分量在X-Y面分布進(jìn)行仿真，結(jié)果表明：
　?。?）當(dāng)外界相對(duì)折射率為1，錐腰直徑從4μm到2μm變化時(shí)，包層對(duì)光的束縛能力仍較強(qiáng)但呈現(xiàn)下降趨勢，隨著錐腰直徑的減小，包層附近的電場隨之增加，小直徑錐腰處的電場較大錐腰直徑處的電場分布大，所以倏逝場也大。
　　（2）當(dāng)錐腰直徑都為3μm時(shí)，外界折射率也會(huì)影響包層附近的電場分布，外界折射