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光纤陀螺用细径保偏光纤的研究与应用

作　者: 王东波
导　师: 金杰；高亚明
学　校: 天津大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 熊猫型保偏光纤 椭圆应力区型保偏光纤 改进的化学气相沉积
分类号: TN253
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


细径偏振保持光纤是光纤陀螺系统中的关键材料,随着国防工业的快速展,光纤陀螺系统向着高精度和小型化的方向发展。为了适应光纤陀螺的这种发展方向,细径保偏光纤也向着更细、直径更大长度的方向发展。在本文开展了对熊猫型保偏光纤和椭圆应力区型保偏光纤这两种应力区的保偏光纤的研究,成功制备出这两种类型的细径保偏光纤。其中Φ45μm椭圆应力区型保偏光纤是国内首次研制成功。Φ80μm熊猫型保偏光纤已形成产品向用户供货,并获得了用户的认可。本文主要开展了以下几方面的研究内容:一、对保偏光纤的传输理论进行了研究。特别是对保偏光纤特有双折射现象进行了细致的分析,为具体的工艺试验奠定了理论基础。二、对保偏光纤的具体工艺路线和工艺过程进行了分析研究,根据两种不同结构的保偏光纤设计了不同工艺路线加以实现。三、根据研制过程中发现的问题和关键技术进行了科研攻关,通过反复的工艺试验和研究,对困扰项目进展的各个工艺难点逐一取得了突破,在突破关键技术的前提下,对攻关过程进行提炼总结,最终将技术难点的解决方法固化。四、针对细径保偏光纤的特点设计了专用的测试方法和测试平台,利用现有仪器成功实现了对细径保偏光纤参数的全面测量。测量结果表明:我们所研制的细径保偏光纤各项参数均满足用户使用要求,处于国内领先水平。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
第一章 绪论  7-11
  1.1 课题研究背景和意义  7-8
  1.2 光纤陀螺概述  8-9
  1.3 细径保偏光纤概述  9-10
  1.4 本论文主要研究内容  10-11
第二章 细径保偏光纤的理论研究  11-20
  2.1 普通光纤原理  11-13
  2.2 保偏光纤结构特点  13-14
  2.3 光纤中产生双折射的原因  14-16
  2.4 保偏光纤中双折射的来源  16-17
  2.5 应力区的结构设计对双折射的影响  17-20
第三章 细径保偏光纤的研制方案及制备  20-42
  3.1 熊猫型保偏光纤的工艺设计  20-25
    3.1.1 熊猫型细径保偏光纤光学参数的设计  22
    3.1.2 熊猫型保偏光纤的结构参数设计  22-25
  3.2 熊猫型保偏光纤的制备  25-33
    3.2.1 单模预制棒的制备  26-27
    3.2.2 应力预制棒的制备  27
    3.2.3 单模预制棒加套  27-29
    3.2.4 应力预制棒加工  29-31
    3.2.5 保偏预制棒组装  31-32
    3.2.6 保偏预制棒拉丝  32-33
  3.3 椭圆应力区型保偏光纤的工艺设计  33-36
    3.3.1 椭圆应力区型保偏光纤的方案设计  34
    3.3.2 椭圆应力区型保偏光纤参数设计  34-35
    3.3.3 椭圆应力区型保偏光纤优化工艺方案  35-36
  3.4 椭圆应力区型保偏光纤制备  36-42
    3.4.1 椭圆应力区型保偏光纤预制棒制备工艺  37-39
    3.4.2 椭圆应力区型保偏光纤拉丝工艺研究  39-40
    3.4.3 椭圆应力区型保偏光纤测试工艺研究  40-42
第四章 细径保偏光纤关键技术分析  42-49
  4.1 熊猫型保偏光纤  42-46
    4.1.1 大尺寸单模预制棒的纵向均匀性和平直度问题  42-44
    4.1.2 单模预制棒套管技术的研究  44-45
    4.1.3 单模预制棒加工技术的研究  45-46
  4.2 椭圆应力区型保偏光纤  46-49
    4.2.1 纤芯椭圆度控制  46-47
    4.2.2 应力区掺杂浓度及厚度对模双折射的影响  47
    4.2.3 应力区椭圆度对模双折射的影响  47-49
第五章 细径保偏光纤测试研究与分析  49-54
  5.1 保偏光纤特有的偏振性能指标  50-52
    5.1.1 拍长  50-51
    5.1.2 偏振串音  51-52
  5.2 保偏光纤几何性能测试  52
  5.3 保偏光纤的光学性能测试  52-53
  5.4 保偏光纤的特殊性能测试  53
  5.5 测试结果  53-54
第六章 总结与展望  54-55
参考文献  55-57
发表论文和参加科研情况说明  57-58
致谢  58

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 光电子技术、激光技术 > 波导光学与集成光学 > 光纤元件
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