光纤折射率剖面测量：折射近场法研究与比较

"该文研究了光纤折射率剖面的折射近场法(RNF)测量技术，这是一种用于确定光纤光学特性的方法。文章对比了RNF法与其他如反射法、近场法的优缺点，并展示了在单模和多模光纤上的实验结果，实现了0.8μm的空间分辨率和2x10^-4的折射率灵敏度。" 光纤的折射率剖面是决定其光学和传输特性的关键因素。现有的测量方法多种多样，其中包括干涉法、近场法和聚焦法，而折射近场法（RNF）因其无需特殊样品准备、无需修正漏模以及相对简单的数据处理过程，被公认为具有高分辨率和精度。然而，RNF技术也因其复杂性和技术难度而较少在国内得到应用。 RNF测量原理基于光纤表面的光束入射。一个大于光纤数值孔径的会聚光束照射到浸在匹配液中的光纤端面，激发导模、漏模和折射模。当这些模式从光纤侧壁逸出时，只有折射模和一部分漏模通过匹配液盒离开。通过设置挡板，可以阻挡除特定角度外的所有漏模，从而仅保留折射模的信号。根据光纤的折射率分布和漏模传播常数，可以计算出这个特定的角度范围。 实验中，光束经过挡板后形成空心光锥，只包含折射模光线。通过调整和分析这一光锥，可以推断出光纤的折射率剖面。实验结果显示，RNF法在空间分辨率和折射率灵敏度方面表现出色，优于0.8μm的空间分辨率和2x10^-4的折射率灵敏度，这表明该方法对于理解和优化光纤性能具有重要意义。 尽管RNF法具有技术挑战，但其在光纤研究和制造中的潜在价值是巨大的。它可以提供精确的光纤折射率信息，这对于设计高效能的光纤通信系统、光子集成电路和其他光纤应用至关重要。因此，深入理解并掌握RNF法对于推动我国光纤技术的发展和创新具有积极的作用。