保偏光纤器件偏振轴微扭转的产生机理及抑制策略研究

保偏光纤器件是光纤陀螺、光纤水听器、相干光通信等的关键器件，国内产品不能满足高精度光纤陀螺和水听器等对保偏性能的要求，国外对我国禁运光纤传感器用保偏光纤器件，严重影响了我国相关领域的发展。.本项目以保偏光纤耦合器为代表，以提高器件性能尤其是消光比为目的，以拉锥过程中引起偏振轴微扭转的熔锥区应力、离子扩散与流变缺陷为核心，针对光纤是一种粘弹材料和拉锥过程处非等温状态，建立熔融拉锥全过程的三维流变仿真数学模型；研究工艺参数及其微扰动对温度场与应力场、离子扩散与缺陷分布的影响，探寻偏振轴在流变过程中微扭转的产生机制，找到微扭转角度与应力、离子扩散、缺陷的映射规律，查明偏振轴状态与器件消光比的关系，分析微扭转对器件性能的影响，构造与实现抑制偏振轴产生微扭转的熔融拉锥流变外场，提出与建立大幅度提高器件性能的流变制造装备技术原型，为自主开发下一代保偏光纤器件制造新技术提供理论依据。