錐形光纖參數(shù)分析及回音壁微球腔耦合特性.pdf

1、由于高品質因子、小模式體積，以及良好的機械穩(wěn)定性，回音壁模式光學諧振腔得到了廣泛的關注。如何確保諧振腔的有效耦合，是實現(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，開展了錐形光纖的參數(shù)分析，以及制備、耦合實驗研究。結合系統(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理論，分別對錐區(qū)、錐腰處傳播常數(shù)進行了研究，分析了錐形光纖倏

2、逝場以及倏逝場對光纖損耗的影響。
　　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系。利用氫氧焰拉錐系統(tǒng)在拉伸長度為15mm時成功拉制出直徑約為2.8μm的錐形光纖，為后續(xù)耦合實驗提供了實驗基礎。
　　為了實現(xiàn)微球與錐形光纖的有效耦合，論文對錐形光纖錐腰處光子的分布進行研究，分別對光子的粒子性與波動性進行了模擬。利用蒙特卡羅方法，當連續(xù)單光子入射時，分析了光子在錐腰處的分布，結果表明

3、，當錐腰直徑小于4μm時，錐腰直徑越細，逸出錐形光纖的光子數(shù)越多。進一步對錐形光纖錐腰處電場Ez分量在X-Y面分布進行仿真，結果表明：
　?。?）當外界相對折射率為1，錐腰直徑從4μm到2μm變化時，包層對光的束縛能力仍較強但呈現(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。
　?。?）當錐腰直徑都為3μm時，外界折射率也會影響包層附近的電場分布，外界折射