工程物理课程研究报告
建筑专业物理课题研究结题报告参考模板

建筑专业物理课题研究结题报告陈仓区职教中心建筑专业课题组组长王永婷成员朱建宏李小利杨晓燕范爱萍简秋会执笔朱建宏2008年9月-----2011年10月,我们建筑专业在学校领导及专业组长领导下,确定我校建筑专业各门课程研究性子课题,在建筑组全体老师的努力下,本着自主合作的原则,以“探究式教学设计的研究”子课题为主进行有效的探索。
报告如下1、子课题探究(物理,材料,结构,测量,预算等,这里以物理课为例)2、探究式”教学设计的研究3、多样化的探究形式与探究内容选择的研究4、信息技术与探究性学习的整合研究一、课题提出的背景(一)职业教育发展方向的需要1.职业教育发展趋势的需要,当今世界,各国实力的竞争是人才素质的竞争,归根到底是教育质量的竞争,世界各国在重视精英人才培养的同时,更加重视以实用型人才培养,因而作为应用型人才培养的摇篮的职业教育更加受到各国政府的青眛。
大力发展职业教育,加快人力资源开发,是落实科教兴国战略和人才强国战略,推进我国走新型工业化道路,解决“三农”问题,促进就业在就业的重大举措:是全面提高国民素质,把我国巨大人口压力转化为人力资源优势,提高我国综合国力,构建和谐社会的的重要途径;是贯彻党的教育方针,遵循教育规律,实现教育事业全面协调可持续发展的必然要求。
2.职业教育改革发展的需要。
在上述背景下,为了大力发展职业教育,国家有关部门相继出台了有关职业技术教育的法律规范。
1985年5月27日颁行的《中共中央关于教育体制改革的决定》,1993年2月31日发布的中共中央国务院关于印发《中国教育改革和发展纲要》,1995年1月1日起实行的《中华人民共和国教育法》,1996年5月15日第八届常务委员会第十九次会议通过的《中华职教法》,2002年12月28日第九届人民代表大会常务委员会第三十一次会议通过的《中华共和国民办教育促进法》,2005年10月28日颁布的《国务院关于大力发展职业教育的决定》等法律法规,昭示着中国教育将向认涤推进。
工科物理实验实习报告

工科物理实验实习报告一、实验概述本次实验是工科物理实验课程的一部分,实验项目为“测定金属的电阻率”。
通过本次实验,旨在了解电阻率的定义和测量方法,掌握电阻率测定实验的操作步骤,培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理电阻率是描述材料导电性能的物理量,用符号ρ 表示,单位为欧姆·米(Ω·m)。
金属的电阻率受温度、晶格缺陷等因素的影响。
根据欧姆定律,电阻R 与电阻率ρ、导线长度 L 和横截面积 S 的关系为:R = ρ * (L/S)。
三、实验器材与步骤1. 实验器材:实验所需器材包括万用表、电阻箱、导线、金属样品等。
2. 实验步骤:(1)将金属样品固定在实验台上,用导线连接金属样品和电阻箱。
(2)调节电阻箱的阻值,用万用表测量金属样品的电阻 R。
(3)记录电阻值 R,并测量金属样品的尺寸(长度 L 和横截面积 S)。
(4)根据公式R = ρ * (L/S),计算金属样品的电阻率ρ。
(5)重复以上步骤,测量不同温度下的金属样品电阻率。
四、实验数据与处理1. 实验数据:(1)温度 T1 下金属样品的电阻率ρ1:R1 = 20.0Ω,L1 = 10.0cm,S1 = 1.0cm²,ρ1 = 20.0Ω·cm(2)温度 T2 下金属样品的电阻率ρ2:R2 = 25.0Ω,L2 = 10.0cm,S2 = 1.0cm²,ρ2 = 25.0Ω·cm2. 数据处理:(1)计算温度差ΔT = T2 - T1 = 5.0℃(2)计算电阻率变化Δρ = ρ2 - ρ1 = 5.0Ω·cm(3)计算金属样品的电阻率随温度变化的率α = Δρ/ΔT = 1.0Ω·cm/℃五、实验总结与分析1. 实验总结:通过本次实验,成功测定了金属样品的电阻率,并研究了电阻率随温度变化的关系。
2. 实验分析:金属的电阻率受温度影响较大,随着温度的升高,电阻率增大。
物理课题研究报告文字版

物理课题研究报告文字版
标题:物理课题研究报告
摘要:
本研究旨在探讨某一物理课题。
通过综合调研、实验数据分析以及理论推导等方法,我们得出了一些重要结论。
本报告将对研究目的、方法、结果和结论进行详细说明。
引言:
物理作为自然科学中的一门重要学科,对于我们理解世界和宇宙的基本规律具有重要意义。
因此,对于特定物理课题的研究是科学进步和技术创新的必经之路。
1. 研究目的:
本研究的目的是深入探讨某一特定物理课题,以进一步了解其基本原理和应用。
2. 研究方法:
我们采用了多种研究方法,包括文献综述、实验数据收集和分析,以及理论推导等。
通过综合运用这些方法,我们得以全面而深入地研究该物理课题。
3. 结果与讨论:
通过实验数据的收集和分析,我们得出了一系列关于该物理课题的结果,并对这些结果进行了详细讨论和解释。
在讨论中,我们还与已有的理论和研究成果进行了比较和对比,以验证我们的结论的准确性和可靠性。
4. 结论:
经过研究,我们得出了一些重要的结论。
这些结论可能对于相关领域的学术研究、技术开发和实践应用具有重要价值。
结语:
在本研究报告中,我们以一种系统、科学的方式对某一物理课题进行了深入研究。
通过综合运用各种研究方法,我们得出了一些重要结论,并对研究结果进行了详细讨论。
我们希望这些研究成果能够对相关领域的发展和进步做出贡献,并为未来进一步的研究提供借鉴和参考。
物理实验课题研究报告

SMART CREATE
物理实验课题研究报告
01
物理实验课题的选择与背景
物理实验课题的研究意义与价值
提高物理实验教学质量
• 培养学生的实践能力和创新能力
• 提高学生的科学素养和解决问题的能力
促进物理学的发展
• 探索物理现象的本质和规律
• 为物理理论的发展提供实验证据和启示
具
• 阐述实验原理和操作步
骤
• 选择实验器材和实验技
术
物理实验课题的实验技术与工具选择
实验技术
• 光学技术和电子技术
• 测量技术和控制技术
实验工具
• 测量仪器和实验设备
• 计算机和软件
03
物理实验课题的数据收集与处
理
物理实验课题的数据收集方法
直接测量法
间接测量法
• 直接观测和计数
• 公式计算和转换
• 测量仪器和传感器
• 数据拟合和插值
物理实验课题的数据处理方法
数据预处理
• 数据清洗和筛选
• 数据转换和标准化
数据分析
• 描述性统计和推断性统计
• 相关性分析和回归分析
物理实验课题的数据分析与可视化
数据可视化
结果解释
• 图表展示和图像处理
• 数据分析结论和物理意义
• 动态模Leabharlann 和交互式图表• 误差分析和改进措施
• 优化实验设计和操作步骤
• 更新实验器材和设备
• 提高实验精度和可靠性
• 采用先进技术和软件
物理实验课题的未来展望
研究方向展望
• 探索新领域和研究方向
• 跨学科合作和交叉学科研究
物理学科课题研究报告

培养学生的综合素质
• 培养学生的科学素养,提高学生的科学素质
• 培养学生的道德品质,提高学生的社会责任感
• 培养学生的审美能力,提高学生的综合素质
02
物理学科课题研究的现状与分析
国内外物理学科课题研究的发展历程
国外物理学科课题研究的发展历程
• 20世纪初,物理学进入现代物理学阶段
物理学科课题研究的现状及存在问题
物理学科课题研究的现状
• 物理学课题研究取得了一系列重要成果,为科技发展做出了巨大贡献
• 物理学科课题研究逐渐成为教育的重要组成部分,培养了大量的科研人才
• 物理学科课题研究方法不断创新,研究水平不断提高
物理学科课题研究存在的问题
• 物理学课题研究面临诸多挑战,如研究经费不足、人才流失等问题
• 分析文献资料,提炼物理学科课题研究的核心问题和关键问题
• 文献综述,为物理学科课题研究提供理论支持和物理学科课题研究的假设和理论
• 收集实验数据,分析物理学科课题研究的规律和现象
• 实验结果分析,为物理学科课题研究提供实证依据
⌛️
案例研究法
• 选择典型的物理学科课题研究案例,进行分析研究
物理学科课题研究的展望
• 物理学科课题研究将为科技发展提供源源不断的动力
• 物理学科课题研究将为教育改革提供理论支持和实践经验
• 物理学科课题研究将为培养创新人才,提高国家整体实力做出贡献
03
物理学科课题研究的方法与策略
物理学科课题研究的基本方法
文献研究法
• 查阅相关文献,了解物理学科课题研究的历史和现状
• 创新研究方法,利用先进的实验设备和技术手段
大学物理课题研究工作报告总结

总结
目录 引言 研究结果 结论与展望 致谢
引言
引言
项目背景:介绍所研究的物理课题 和其背景信息 研究目的:明确课题研究的目标和 意义
引言
研究方法:说明采用的研究方法和实验 设计
研究结果
研究结果
实验数据分析:对实验所得数 据进行分析和解释 结果讨论:对实验结果进行讨 论,探讨现象的原因和可能的 影响因素
致谢
感谢各方对本课题研究工作的支持和关 注
谢谢您的观赏聆听
研究结果
结果验证:通过对结果进行验证,验证 研究的正确性和可靠性
结论与展 望
结论与展望
研究结论:总结研究的主要结论和 发现 研究局限:指出研究工作存在的不 足和局限性Fra bibliotek结论与展望
研究展望:针对研究中的问题,提出进 一步的研究展望和建议
致谢
致谢
感谢指导老师和实验室成员的 帮助和指导 感谢参与实验的志愿者们的支 持和配合
工科物理总结报告范文(3篇)
第1篇一、引言工科物理是工科类专业学生必修的基础课程,它将物理学的基本原理、概念和方法应用于工程技术领域,为培养具有创新精神和实践能力的复合型人才奠定了基础。
本报告将对工科物理课程的学习内容、学习方法、学习成果以及存在的问题进行总结和反思。
二、学习内容概述工科物理课程主要包括以下几个方面:1. 经典力学:包括牛顿运动定律、动量守恒定律、能量守恒定律、角动量守恒定律等基本概念,以及刚体运动、流体力学等应用。
2. 热力学与统计物理:涉及热力学第一定律、第二定律,熵的概念,热力学系统状态方程,以及统计物理的基本原理。
3. 电磁学:包括库仑定律、安培定律、法拉第电磁感应定律等基本电磁学定律,以及电磁场理论、电路分析等。
4. 光学:涉及光的波动理论、几何光学、物理光学等内容。
5. 量子力学:介绍量子力学的基本原理,如薛定谔方程、波函数、测不准原理等。
三、学习方法与心得1. 理论学习与实验实践相结合:工科物理课程强调理论与实践的结合,因此,在学习理论知识的同时,应积极参与实验,通过实验验证理论,加深对物理概念的理解。
2. 注重基础,循序渐进:工科物理的知识体系较为复杂,需要从基础知识开始,逐步深入,建立起完整的知识框架。
3. 多阅读,多思考:广泛阅读教材、参考书和相关文献,不断拓宽知识面,同时注重思考,培养独立解决问题的能力。
4. 参与讨论,交流学习:与同学、老师进行讨论,交流学习心得,有助于加深对知识的理解。
四、学习成果通过工科物理课程的学习,我取得了以下成果:1. 理论知识体系更加完善:对经典力学、热力学、电磁学、光学、量子力学等基本理论有了较为全面和深入的理解。
2. 实验技能得到提高:通过参与实验,掌握了基本的实验操作技能,提高了实验分析能力。
3. 解决问题的能力增强:在学习和实验过程中,学会了如何运用物理知识解决实际问题,提高了问题解决能力。
4. 科研兴趣得到激发:通过学习工科物理,对科学研究产生了浓厚的兴趣,为未来的学术研究奠定了基础。
工程热物理学科发展研究报告
工程热物理学科发展研究报告一、工程热物理学科发展概述工程热物理学是一门研究能量以热的形式转化的规律及其应用的技术科学。
它研究各类热现象、热过程的内在规律,并用以指导工程实践。
工程热物理学有着自己的基本定律:热力学的第一定律和第二定律、Newton力学的定律、传热传质学的定律和化学动力学的定律。
作为一门技术科学学科,工程热物理学的研究既包含知识创新的内容,也有许多技术创新的内容,是一个完整的学科体系。
工程热物理学科是能源利用领域的主要基础学科,工程热物理学科的发展推动了能源科技的进步。
从人类利用能源和动力发展的历史看,古代人类几乎完全依靠可再生能源,人工或简单机械已经能够适应农耕社会的需要。
近代以来,蒸汽机的发明唤起了第一次工业革命,而能源基础,则是以煤为主的化石能源,从小规模的发电技术,到大电网,支撑了大工业生产相应的大规模能源使用。
石油、天然气在内燃机、柴油机中的广泛使用,奠定了现代交通基础,燃气轮机的技术进步使飞机突破声障,这些进一步适应了高度集中生产的需要。
但是化石能源过度使用,造成严重环境污染,而且化石能源资源终将枯竭,严重地威胁着人类的生存和发展,要求人类必须再一次主要地使用可再生能源。
这预示着人类必将再次步入可再生能源时代——一个与过去完全不同的、建立在当代高新技术基础上创新发展起来的崭新可再生能源时代。
面对这个时代的召唤,工程热物理学科的发展既要适应可再生能源分散的特点,又要能为大工业发展提供能源,需要构建分布与集中供能有机结合的新型能源系统。
在这个过程中,工程热物理学科面临新的机遇与挑战。
工程热物理学科的发展和能源科学技术进步对人类社会将产生重大影响,将会出现许多伟大的变革,包括能源科技的重大发展。
一些新的能源利用方式,如新型动力机械、新型发电技术、涌现的新能源等。
能源问题是社会与经济发展的一个长期制约因素,关系全局的主要能源问题有:能源需求增长迅速,供需矛盾尖锐;能源结构不合理,优质能源短缺;效率低下,浪费惊人;环境影响更加严重,减排治污、保护生态刻不容缓;能源安全问题突出,全球战略势在必行等。
物理综合实践课研究报告
物理综合实践课研究报告物理综合实践课研究报告一、实验目的本次实验的目的是通过综合运用物理学知识和实验技能,对一系列物理现象进行观察和研究,从而加深对物理学概念的理解和实验方法的掌握。
二、实验器材和方法实验所用的器材包括:光学平台、凸透镜、凹透镜、光屏、光源、光斑形状物体等。
实验中采用的方法主要是观察和测量,通过调整凸透镜和凹透镜的位置和焦距,用光屏收集光线并观察光斑的形状和大小等,从而得出一系列实验结果和结论。
三、实验结果1. 凸透镜的凸度对光线的折射方向有很大影响,凸程度越大,光线的折射角越大。
2. 凹透镜的物距和像距与焦距之间的关系遵循薄透镜公式(1/f=1/v-1/u)。
3. 凸透镜的凸程度越大,成像距离越小,成像放大倍数越大。
四、实验分析和讨论通过本次实验的观察和测量结果,我们可以得出凸透镜和凹透镜的光学性质与其形状和焦距有关的结论。
凸透镜的凸度越大,光线的折射角越大,故成像距离越小。
凹透镜的物距和像距遵循薄透镜公式,当物距小于凹透镜的焦点距离时,成像为放大,当物距大于凹透镜的焦点距离时,成像为缩小。
此外,实验中还观察到了光斑的形状和大小与物距、焦距和光屏的距离有关。
当物距远离凸透镜或凹透镜时,光斑会变大,当物距接近凸透镜或凹透镜时,光斑会变小。
五、实验结论通过本次综合实践课的研究,我们得出了以下结论:1. 凸透镜的凸度越大,光线的折射角越大,成像距离越小。
2. 凹透镜的物距和像距与焦距之间遵循薄透镜公式。
3. 凸透镜的凸程度越大,成像放大倍数越大。
4. 光斑的形状和大小与物距、焦距和光屏的距离有关。
六、实验感想通过本次实验,我们不仅加深了对物理学概念的理解,还提高了实验技能。
通过调整凸透镜和凹透镜的位置和焦距,观察光斑的形状和大小等,我们对物理实验的方法和步骤有了更加清晰的认识。
同时,我们还发现物理学的知识与生活密切相关,如眼镜、显微镜和望远镜等都是基于光学原理的应用。
总之,本次物理综合实践课的研究对我们的学习和科研能力有很大的帮助,不仅加深了对物理学概念的理解,还提高了实验技能,为日后的学习和科研打下了坚实的基础。
物理教学实践研究报告(3篇)
第1篇一、引言随着新课程改革的不断深入,物理教学面临着前所未有的挑战和机遇。
为了提高物理教学质量,本报告以某中学物理教学实践为研究对象,通过对教学实践过程的观察、分析和总结,探讨物理教学的有效策略,为物理教学提供有益的参考。
二、研究对象与方法1. 研究对象:某中学七年级物理教师及学生2. 研究方法:观察法、访谈法、问卷调查法、文献研究法三、研究内容1. 物理教学现状分析(1)教师教学观念:部分教师对新课程理念理解不够深入,教学方法单一,重知识传授轻能力培养。
(2)学生学习情况:学生对物理学科兴趣不高,学习积极性不高,基础知识掌握不牢固。
(3)教学资源:学校物理实验室设施不完善,实验器材不足,教师对实验课的重视程度不够。
2. 物理教学实践策略(1)更新教学观念,树立新课程理念教师应深入学习新课程理念,转变教学观念,关注学生全面发展,注重培养学生的创新精神和实践能力。
(2)丰富教学方法,提高教学效果教师应采用多样化的教学方法,如情境教学、探究式教学、合作学习等,激发学生学习兴趣,提高教学效果。
(3)加强实验教学,提高学生动手能力学校应加大物理实验室建设力度,完善实验设施,教师应充分运用实验教学,提高学生动手能力。
教师应关注学生个体差异,根据学生实际情况进行分层教学,使每个学生都能在原有基础上得到提高。
(5)加强家校合作,形成教育合力教师应加强与家长的沟通,共同关注学生的成长,形成教育合力,提高教学质量。
四、研究结果与分析1. 教师教学观念的转变通过开展新课程理念培训,教师对新课程理念有了更深入的理解,教学观念逐渐转变,教学方法更加多样化。
2. 学生学习兴趣的提高采用多样化的教学方法,如情境教学、探究式教学等,激发了学生学习兴趣,学生参与课堂活动的积极性明显提高。
3. 学生实验能力的提升通过加强实验教学,学生动手能力得到提高,实验操作技能得到锻炼。
4. 家校合作得到加强教师与家长保持密切沟通,共同关注学生成长,形成了良好的教育合力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
西安理工大学工程物理课程研究报告
课程名称:工程物理
任课教师:施卫
报告题目:光子晶体光纤研究动态
完成日期:2011年6月15日
学科:材料科学与工程
学号:3090101290
姓名:吴文佳
光子晶体光纤研究动态
指导教师:施卫
班级:材料094
学号:3090101290
学生名称:吴文佳
摘要
光子晶体光纤(PCF)自从1996年由英国南安普顿大学的J.C.Knight 等人研究出世界上第一根PCF问世以来,由于其与传统光纤在传输机理上有着本质的差别以及其奇特性,一直受到各界的广泛关注。
本文主要对光子晶体光纤的研究动态进行了简单介绍,主要从其结构原理,理论研究分析方法,以及其应用前景几个方面作了简单说明。
而其中又以对特性及其应用的研究为主,特性主要包括无截止单模,不同的色度色散,优良的双折射效应,极好的非线性效应等方面来说,应用则是主要介绍的是光纤通信方面和光纤激光器。
关键词:光子晶体光纤光纤通信光纤激光器
光子晶体光纤的介绍,
光子晶体光纤是一种微结构光纤,分为实心与空心两种。
实心的与传统光纤类似,只是其中的孔减少了构成光子晶体的各薄层折射率,是将石英玻璃毛细管以周期性规律排列在石英玻璃棒周围的光纤。
而空心的则与传统光纤有着本质的区别,即“光子带隙光纤”,是将石英玻璃毛细管以周期性规律排列在石英玻璃管周围的光纤。
按导光机理可以分为两类,即折射率导光机理和光子能隙导光机理。
折射率导光就是由于周期性缺陷的纤心折射率(石英玻璃)和周期性包层折射率(空气)之间有一定的差别,从而使光能够在纤芯中传播,这种结构的PCF 导光机理与传统的相似,依然是全内反射,只是由于包层包含空气,所以这种机理称为改进的全内反射,这是因为空芯PCF中的小孔尺寸比传导光的波长还小的缘故;光子能隙导光即在理论上,求解电磁波(光波) 在光子晶体中的本征方程即可导出实芯和空芯PCF 的传导条件,其结果就是光子能隙导光理论。
中心为空芯,虽然空芯的折射率比包层石英玻璃低,但仍能保证光不折射出去,这是因为包层中的小孔点阵构成光子晶体。
当小孔间的距离和小孔直径满足一定条件时,其光子能隙范围内就能阻止相应光传播,光被限制在中心空芯之内传输。
但值得注意的是并不是所有PCF 都是光子能隙导光。
光子晶体光纤的研究方法
对于光子晶体光纤的研究有很多方法,目前最常用的是全矢量数值方法,主
要包括平面波展开方法,局域函数法,多级方法,有限差分方法和有限元方法等。
而有限元方法主要适用于截面是任意不规则形状,空气孔任意排布,材料折射率任意组合的情况,计算结果也相对精确,能够对光纤的偏振特性和色散特性进行很好地阐述。
比如可以利用有限元分析方法对PCF进行一系列的模拟计算,从而得到我们想要的结果,使得我们能更好的研究出具有高性能的光纤产品。
光子晶体光纤的特性与应用
1.无截止单模
由于传输普通单模光纤随着纤芯尺寸的增加会变成多模光纤,从而导致其传输距离的缩短,而对于PCF ,只要其空气孔径与孔间距之比于0. 2 ,无论什么波长都能单模传输,似乎不存在截止波长,这种光纤可在从蓝光到2μm 的光波下单模传输,并且更为重要的是这种特性与光纤的绝对尺寸无关,因此,我们只要改变空气孔径与孔间距从而改变模场面积就可以产生不同规模模场。
针对于光纤的这种特性,使得其在光纤激光器等的研制中更具有优势。
光子晶体光纤激光器就传统激光器而言能够获得更高的功率。
主要通过增益介质,双包层PCFL和掺稀土双包层大功率PCFL。
而目前最具有发展前景的是掺Yb的双包层PCFL,基于PCF的脉冲光源和全光纤PCF喇曼激光器。
①掺Yb的双包层PCFL
这种激光器具有大空气孔和小芯径,将纯SiO2毛细管围绕一个具有掺杂芯的SiO2棒集束,然后拉制成光纤,仅需要两个周期的空气孔即可等到较低损耗的光纤,着同样也可以应用于光纤通信中,来降低传输中的损耗。
同时为了提高功率,通过改变其结构,掺入Yb来获得所需的。
②基于PCF的脉冲光源
这个主要是利用正常色散PCF产生的超连续和阵列波导光纤的光谱限幅,研制出光谱限幅脉冲光源。
该项技术主要是降低了光源损耗的功率,其只为传统光源的1/5至1/10。
③全光纤PCF喇曼激光器
该激光器主要是采用PCF的异常色散进行色散补偿,并将同步泵浦和采用宽喇曼增益的标准SiO2光纤与PCF色散补偿相结合,获得输出脉冲压缩。
2.不同的色度色散
空气芯PCF 的色散具有特殊性,其在真空中材料色散为零,空气中的材料色散也非常小。
由于光纤设计很灵活,只要改变孔径与孔间距之比,即可达到很大的波导色散,还可使光纤总色度色散达到所希望的分布状态。
如零色散波长可移到
短波长,从而导致在1 300 nm 实现光弧子传输;具有优良性质的色散平坦光纤(数百nm 带宽范围接近零色散) ;各种非线性器件以及色散补偿光纤(可达2 000 ps/ nm·km) 都可应运而生。
3.优良的双折射效应
对于保偏光纤而言,双折射效应越强,波长越短,所保持的传输光偏振态越好。
在PCF中,只需要破坏PCF剖面圆对称性,使其构成二维结构就可以形成很强的双折射。
通过减少空气孔数目或者改变空气孔直径的方式,可以制造出比常用的熊猫牌保偏光纤高几个数量级的高双折射率PCF保偏光纤。
基于这种特性张明明,马秀荣等人设计了一种高折射光子晶体光纤,既增大两个与纤芯相邻的空气孔直径,使光纤只有二重对称性,呈现出较高的双折射,通过压缩x轴方向孔直径,进一步增大双折射度,采用全矢量有限元方法,研究该光子晶体光纤基模对应的相双折射和群双折射。
4.极好的非线性效应
PCF具有的低损耗、小色散、低非线性效应特性,使得其在光纤通信领域的应用是非常有前途的。
而其在光纤通信上的应用主要是光纤传输和光器件上。
所以目前最主要的研究方向就是通过改造制造工艺,降低其传输过程中的损耗和通过调整PCF的结构尺寸来实现PCF器件所需要的性能。
PCF损耗的来源
根据这些损耗来源,展开了一系列的研究,如如何灵活设计PCF的3个特征结构参数:纤芯直径、包层空气孔直径和包层空气孔间距,来使我们降低散射。
特别是K.Tajima等人通过合理设计结构参数,如空气孔直径d和空气孔间距r,以及d/r比值,大道理既减少PCF的衰减,又改善PCF的色散和色散效率的目的,这是一个很好的开始。
除此之外,人们采取了一系列措施来降低PCF的损耗,主要有:
(1)提高芯/包层材料的纯度;
(2)采用减少污染包层材料管的工艺;
(3)通过合理设计空气填充比/空气孔数量来降低泄漏模式。
光子晶体光纤的发展前景
光子晶体光纤自问世以来就一直受到各界的广泛关注。
由于其全新的结构和导光机理,优越的导模特性和优越的设计灵活性等导致其一直是各界的研究重点,特别是在光纤通信及其相关领域上。
但其目前仍旧有一些缺陷。
首先,虽然在理论上PCF的损耗可以降低到一定水平,但目前其损耗仍旧较高,这就需要我们在这方面进一步来降低其损耗。
其次,PCF的一些参数特性使得其耦合方式与传统的存在极大的不同,这就需要我们研制出PCF光器件与传统光纤耦合的解决方案(例如目前的可调谐光纤耦合器),否则,由于毛细血管效应,光纤会吸入液体和气体。
最后,光子晶体光纤毕竟是一个新的研究领域,其在理论和特性参数方面仍不够成熟,这就要我们对其理论模型进行深一步的更准确的研究,者对其未来的发展具有重大的意义。
总之,光子晶体光纤作为新兴的材料,仍需要我们在其理论模型,制作工艺,性能测量,实验室实验,工程应用技术探讨等方面继续深入与研究。
参考文献
(1)阮双琛,杨冰,朱春艳13.4W《光子晶体光纤激光器的研究》,光子学报,2004,33。
(2)张明明,马秀荣,曹晔等《高双折射光子晶体光纤研究》,光子学报,2008年6月。
(3)《光子晶体光纤发展动向》,苏方宁,光纤在线。