纤芯不圆度

为了实现光纤的低损耗连接，光纤制造商对光纤的几何参数进行了严格的控制和筛选。按照ITU-T的建议，对光纤的几何参数,即纤芯直径、包层直径、纤芯不圆度、包层不圆度、纤芯和包层的同心度等提出了严格的要求。

纤芯不圆度是指两条通过纤芯中心的弦长之差除以纤芯直径所得之商。

其中一条为最大的弦长Dcomax，即连接纤芯与包层分界面上相隔最远的两点并通过纤芯中心的直线；而另一条为最小的弦长Dcomin，即连接纤芯与包层分界面上相隔最近的两点并通过纤芯中心的直线。可用下式表示：

Nco=（Dcomax-Dcomin）/Dco

Nco—为纤芯不圆度。 2100433B

通信用单模光纤纤芯直径一般在8.5-9.4μm，通信用多模光纤纤芯直径常见有50μ和62.5μm两种，包层直径常见的都是125μm ，涂敷层直径常见的都是250μm。

光纤是靠纤芯和包层工作，涂敷层是用来保护光纤免受物理损伤的。这种保护措施极为重要，因为光纤表面上的裂痕会引起应力集中，进而形成微裂纹，这种微裂纹很容易加深和变长，从而使抗张强度减小，使光纤发生断裂。涂层应与光纤同心，否则会产生微弯损耗。在进行光纤熔接时，都会先用专用的工具将涂敷层去掉，在本实验中所观察到的光纤端面是不包括涂敷层的。

双芯光纤同一包层内含有两根纤芯,每个芯子都是一条光波导,即一根双芯光纤中集成了两根单芯光纤。双芯光纤有各种各样的结构,

双芯光纤模场特性研究

包层折射率,纤芯折射率,纤芯半径以及传输光波长等参数决定了单模光纤的传输特性。对于双芯光纤而言,光纤的传输特性还与两个纤芯之间的距离有关。改变双芯光纤两个芯子之间的距离会影响两个芯子之间的能量分布。在仿真过程中,始终保证一个芯子处于包层中心轴位置不变,通过改变旁芯的位置来改变两纤芯之间的距离d。

双芯光纤的双折射

一般的轴对称单模光纤,可以同时传输两个线偏振正交模式或两个圆偏振正交模式。在理想情况下,如果光纤具有完全的圆对称性,那么这两个正交的模式在光纤中有相同的传播常数,彼此间并,在传播的过程中偏振态不会发生变化。但实际上,由于光纤内部应力,外部压力,以及自身的圆度等都会造成这两种偏振模式下折射率的偏差,使得传播常数也不同。由于两个正交偏振的模式传播速度不同,两正交模式在传输过程中会发生称合,其合成的偏振态在传输过程中发生变化,这就是光纤的双折射效应。双芯光纤的波导结构不具有圆对称性,所以要分析它的双折射。双芯光纤的双折射可用APSS软件来仿真计算,按照实测数据设置仿真参数为:包层的直径为125μm,纤芯直径为9μm,纤芯间距为43μm,包层和纤芯折射率分别为二氧化挂和相对包层折射率掺杂0.36%的材料。

双芯光纤在包层中存在两个纤芯，属于特种光纤。从光波导的物理结构出发，双芯光纤主要分为同轴双芯光纤和非同轴双芯光纤。近年来也出现了光子晶体双芯光纤、带状双芯光纤和双子芯光纤。

同轴双芯光纤

同轴双芯光纤，也称作双包层光纤或双环芯光纤，即包层中的两个芯子在以包层圆心为轴线的同一轴线上，表现为内外两个芯子的结构。同轴双芯光纤常用于制作大功率的光纤激光器。

非同轴双芯光纤

非同轴双芯光纤在一个在包层中存在两个独立芯子的光纤。根据两个芯子的位置分布，非同轴双芯光纤可分为轴对称( 相对于光纤包层的圆心) 的非同轴双芯光纤和轴偏移的非同轴双芯光纤。轴对称的非同轴对称双芯光纤，两个芯子对称于波导中心。轴偏移的非同轴双芯光纤的两个芯子仍是平行芯，但是两个芯子的对称轴向光纤一侧偏移。典型的例如可以使其中一个芯子正好位于整个双芯光纤的中轴上。另外，如果双芯光纤的两个芯子折射率及形状相同，可称为匹配双芯光纤。如果两个芯子的折射率及形状不相同，则可称为失配双芯光纤。

双芯光子晶体光纤

光子晶体光纤是由一种单一介质( 通常为石英玻璃) 构成，在二维方向上呈现周期性紧密排列( 如周期性六角形等) ，而在光纤轴向基本保持不变的波长量级空气孔所构成的微结构包层的新型光纤。

双芯光子晶体光纤也是光子晶体光纤的研究热点之一，主要体现在其耦合特性与其在色散和色散斜率补偿的应用。一般双芯光子晶体光纤的光纤的双芯由除去中心孔两侧的空气柱形成，属于非同轴双芯光纤。环双芯光子晶体光纤用于制作新型的模式干涉仪，也是研究的热点之一，属于同轴双芯光纤的一种。

带状双芯光纤

带状双芯光纤是一种新型特种光纤。带状双芯光纤的两根纤芯分布在内部，而包层较薄，整体的光纤截面近似矩形。带状双芯光纤可以直接当作双芯光纤使用，制作成多种光纤传感器和光纤器件。在纤芯中掺杂增益物质和包层由高分子聚合物制作的带状双芯光纤，则可类似为双包层光纤。

双子芯光纤

双子芯光纤由两个邻近的分支波导通过一个共同的薄边缘相粘绑定在一起；每个分支波导的形状和尺寸与标准的单模光纤相同。双子芯光纤能够使每个分支波导的独立尾纤的输入输出实现低插入损耗，通过熔融拉锥的方法，可以制作成热平衡和机械耦合稳定的干涉仪。