研究目的
制造一种在拉制过程中刻写有光纤布拉格光栅阵列的锥形光纤，并证明传播的光信号即使在多模部分也能沿锥形光纤FBG阵列保持单模传输，同时研究可能的模式耦合并维持单模传播。
研究成果
带有光纤布拉格光栅阵列的锥形光纤展现出宽反射光谱（4纳米宽度），即使在多模段也能保持单模传输，且模式耦合极小。该结构适用于光信号处理、分布式传感器及随机光纤激光器等应用领域。未来工作可聚焦于针对特定任务优化锥形轮廓，并探索更高锥度比的可能性。
研究不足
该研究的局限性在于所采用的特定锥度比和光纤参数；潜在问题包括刻写过程中的机械强度退化以及光谱测量中的校准缺陷。针对不同应用进行优化时，可能需要对锥形轮廓作进一步调整。
1：实验设计与方法选择：
实验采用常规拉丝塔装置，在光纤拉制过程中通过准分子激光器产生的紫外辐射源配合相位掩模版刻写光纤光栅（FBG）。通过控制拉丝速度改变光纤直径，制备出具有绝热过渡的锥形光纤。
2：样品选择与数据来源：
使用锗硅共掺、硼敏化纤芯且具有各向同性结构的锥形光纤预制棒。拉制样品长度为60米，其中125微米直径段的纤芯直径为6微米，截止波长为1350纳米。
3：实验设备与材料清单：
设备包括拉丝塔、准分子激光器（波长248纳米，能量密度4毫焦/平方毫米，脉冲持续时间10纳秒）、相位掩模版（周期1070纳米）、光频域反射仪（Luna 4600）、光谱分析仪（横河AQ6370D）、超辐射发光二极管光源、卤素灯、爱立信FSU 975熔接机以及Thorlabs BP-109光束分析仪。材料为锥形光纤预制棒。
4：0）、光谱分析仪（横河AQ6370D）、超辐射发光二极管光源、卤素灯、爱立信FSU 975熔接机以及Thorlabs BP-109光束分析仪。材料为锥形光纤预制棒。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：在拉制锥形光纤过程中同步刻写FBG，光纤直径变化范围为125至229微米。采用光频域反射技术和光谱分析法测量反射光谱、光学损耗及模式传播特性，运用S2和M2方法研究模间耦合与光束质量。
5：数据分析方法：
通过光频域反射仪进行纵向剖面分析，光谱分析仪进行光谱解析，并采用逆傅里叶变换等技术计算模式延迟。统计分析包含反射强度、光谱宽度及M2参数的测量。
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optical frequency domain reflectometry device
Luna 4600
Luna
Used to measure the longitudinal profile of the tapered fiber and analyze reflection characteristics.
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optical spectrum analyzer
AQ6370D
Yokogawa
Used to measure the reflection spectrum and other optical properties of the fiber.
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beam profiler
BP-109
Thorlabs
Used to measure the M2 parameter and assess beam quality at the fiber output.
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excimer laser
Source of UV radiation for inscribing fiber Bragg gratings during the drawing process.
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phase mask
Used with the excimer laser to inscribe the fiber Bragg gratings by defining the grating period.
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superluminescent fiber light source
Used as a radiation source for spectral tests and S2 measurements.
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halogen lamp
Used as a radiation source for spectral tests.
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splicer
FSU 975
Ericsson
Used as a two-axis positioner for probing the fiber output in S2 measurements.
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single-mode fiber
SMF-28
Used for splicing and comparison in OTDR measurements.
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