光子晶体光纤的现状和发展

光子晶体光纤(PCFs)具有很多在传统光纤中无法实现的特性,成为近些年光学和光电子学的研究热点.对光子晶体光纤十几年的发展历史进行了简要的回顾,介绍了光子晶体光纤领域中的一些基本概念,光子晶体光纤的分类及光子晶体光纤的制备工艺.重点论述了光子晶体光纤的无限截止单模传输特性,可调节的色散特性,大模面积特性,高双折射特性和高非线性特性及其在非线性光学和光子晶体光纤激光器等方面的应用,并对发展前景进行了展望.     

260μm芯径超大模场光子晶体光纤实现准单模传输

大模场光子晶体光纤的结构和设计具有很高的灵活性,能够通过调整其微结构来获得实现高能激光输出所需的有效模面积大等优良特性,使光纤激光器的性能显著改善。国内目前对于光子晶体光纤的研究主要集中在基础理论和基本性能的测试上。近年来,中国科学院上海光学精密机械研究所在光子晶体光纤的制备方面展开了探索性的研究,目前掺Yb3+石英光子晶体光纤已经实现了功率达到     

高非线性硫系玻璃光子晶体光纤研究进展北大核心CSCD

近年来,硫系玻璃光子晶体光纤作为一种新型中红外光子晶体光纤备受关注。总结了基于硫系玻璃的光子晶体光纤的特性及研究现状,重点对其非线性光学效应及应用进行了分析,并介绍了提高及测量光纤非线性系数的方法。最后对其发展前景进行了展望。     

光子晶体光纤的研究新进展

国际上关于光子晶体光纤(PCF)的研究主要集中在改善PCF的性能和拓展PCF的应用领域两方面.文章介绍了光子晶体光纤的结构、导光原理和主要特性,并重点讨论了高性能光子晶体光纤的研制情况以及光子晶体光纤的在应用领域的新进展.     

光子晶体研究进展

详细论述了光子晶体概念提出到现在的十五年的研究进展。在阐述了光子晶体的概念及其抑制自发辐射和光子局域化等特性后，分别介绍了关于光子晶体的理论研究、实验研究和应用研究。理论研究重点介绍了平面波展开法、格林函数法、时域有限差分法、转移矩阵法。实验研究重点介绍了光子晶体的制作方法：打孔法、逐层叠加法、微机械技术、光学方法，反蛋白石法及刻蚀等多种半导体制作技术，同时介绍了光子晶体特性参数的测量。应用研究重点介绍了光晶体光纤和波导、低损耗反射镜和超棱镜、光子晶体微谐振腔、光子晶体滤波器、高效发光二极管和光子晶体偏振器、非线性光学效应、低阈值激光振荡等。     

光子晶体光纤研究

光子晶体光纤以其灵活的结构设计和高非线性、平坦色散、高双折射等独特光学特性吸引了越来越多的关注.简单介绍了光子晶体光纤的分类,导光机理,详细讨论了其相关光学特性,最后介绍了光子晶体光纤的研究进展.     

光子晶体光纤飞秒激光技术研究进展及其前沿应用

光子晶体光纤(PCF)呈现出许多在传统光纤中难以实现的特性:可灵活设计的色散特性、增强的光学非线性特性、在极宽谱带内单模传输特性和增强的双折射特性等,使其从一出现便受到了广泛关注并成为近年来光学与光电子学研究的一个热点,在飞秒激光技术中得到了广泛的应用并极大地提高了锁模光纤激光器的输出水平.尤其以掺增益介质的双包层光子晶体光纤为代表的新型光纤激光技术的出现极大地推动了飞秒激光技术的普及化.阐述了近年来基于光子晶体光纤的飞秒激光振荡器、放大器方面的研究进展及其前沿应用.     

光子晶体光纤的色散特性分析

采用有效折射率模型分析了光子晶体光纤的色散特性，并给出了无限大空气玻璃微结构中基模的本征方程。分析结果表明光子晶体光纤具有奇异的色散特性，能在极大的波长范围内支持单模传输，在单模工作时可以具有反常波导色散。同时通过调整光子晶体光纤的结构参数(包括空气孔径和孔间距)可以移动零色散点的位置。最后讨论了大空气孔光子晶体光纤的特性及其在色散补偿中的应用。     

第六届全国光学前沿问题讨论会在福建省武夷山市召开

由中国光学学会基础光学专业委员会和中国物理学会光物理专业委员会主办 ,中国科学院物理研究所光物理实验室承办的第六届全国光学前沿问题讨论会于 2 0 0 3年 11月 16～ 2 0日在福建省武夷山市召开 ,来自全国 17所高校 ,7个研究所及其他单位的 70多名代表参加了会议。会上 ,天津大学王清月教授作了“飞秒激光在光子晶体光纤中传输特性的研究”的特邀报告 ,介绍了光子晶体光纤中强烈的非线性效应、双折射效应和超长距离传输特性 ,并在非均匀微结构光纤中观察到了双折射现象、拍频现象和光谱展宽、光谱变窄的温度效应 ;北京大学龚旗煌教授作…     

高非线性色散平坦光子晶体光纤的数值模拟与分析

提出了一种新型结构的光子晶体光纤(PCF),利用全矢量有限元方法对其色散和非线性特性进行了数值分析。通过优化结构参数,得到了三种在不同波段具有较高非线性的近零色散平坦、宽带色散平坦甚至色散超平坦的光子晶体光纤,并给出了这种微结构PCF预制棒的制备方法。这些新型光纤在全光格式转化、超连续谱产生、光波长转换等领域具有良好的应用前景。     

Design of photonic crystal fibers for dispersion-related applications

A general procedure for design of photonic crystal fibers (PCFs) with desirable dispersion properties is presented. The design model is based on the combination of a rigorous vector mode solver and a scaling transformation for the dispersion properties of the PCFs. In comparison with the conventional design method, the new design procedure is more efficient and can be readily automated for the purpose of design optimization. Several applications of the design procedure, e.g., the design optimization for dispersion shifted fibers, dispersion flattened fibers, and dispersion compensation fibers, are demonstrated and discussed.     

高双折射光子晶体光纤研究进展

首先对高双折射光纤的基本原理和概念作了介绍,并简要讨论了用于分析高双折射光子晶体光纤的常用数值方法及其特点。在此基础上,提出可将高双折射光子晶体光纤归纳为四种基本类型,并对每一种类型的原理、特点和典型结构作了介绍和分析。还简要介绍了高双折射光子晶体光纤的典型应用,最后对高双折射光子晶体光纤的发展方向和前景进行了展望。     

Analysis and Design of Photonic Crystal Fibers Based on an Improved Effective-Index Method

The modal characteristics of photonic crystal fibers (PCFs), with guiding cores consisting of one or seven missing airholes, are investigated with the finite element method and compared to those of step-index fibers (SIFs). To extend the applicability of the classical SIF theories to PCFs, the effective refractive index of photonic crystal cladding and the effective core radius of a PCF are studied systematically, based on simple physically consistent concepts. With the new effective cladding index and core radius of PCFs, the classical definition of the V parameter for SIFs is extended to PCFs, and a highly efficient approach based on the effective-index method is developed for the design of PCFs. The new design approach has been successfully employed to analyze the modal properties of PCF lasers with depressed-index cores and further tested by using it to effectively estimate the number of guided modes for PCFs with large cores     

基于光子晶体光纤的色散补偿和色散平坦技术

本文介绍了在各种结构参数下光子晶体光纤的色散特性，总结了实现光子晶体色散补偿光纤和光子晶体色散平坦光纤的各种设计方法。利用光子晶体光纤结构设计的灵活性，可以设计出具有各种色散曲线的光子晶体光纤，而这些光纤大略可以分成两类：空气孔直径大小一致的普通光子晶体光纤和空气孔直径大小变化的光子晶体光纤。从数值仿真的结果来看，如果选择适当的空气孔分布结构，空气孔直径大小变化的光子晶体光纤可以具有非常优异的色散补偿和色散平坦特性。这些数值仿真为实际的光子晶体的制作提供了参考。     

Determining Properties of Fabricated Index-Guiding Photonic Crystal Fibers Using SEM Micrograph and Mode Convergence Algorithm

We develop a method for modeling properties of fabricated (realistic) air-silica photonic crystal fibers (PCFs). Our approach involves extracting the transverse refractive index (RI) profile of the drawn PCF from its scanning electron micrograph on which is operated a precise and fast mode-analysis recipe based on a finite difference (FD) field convergence scheme. From the digitized scaled RI distribution, we evaluate propagation characteristics of guided modes of PCFs, examining modal shapes, birefringence, dispersion, and other relevant properties. Naturally, our true-structure study of PCFs using FD algorithm exhibits results that are more close to measured data, establishing its practicality as compared with idealized-structure modeling. To demonstrate the efficacy of our method, we investigate some application-specific experimentally drawn PCFs, well known for their study in the literature. The key results that fairly predict experimental measurements are presented. Besides modeling fabricated fibers, this analysis will be very useful to realize PCFs with targeted specifications using feedback of estimation and characterization of trial fabrications.     

光子晶体光纤在飞秒激光技术中的应用

简要介绍了光子晶体光纤的基本结构、导光机制和主要特性,系统综述了光子晶体光纤在锁模光纤激光器的色散补偿和偏振控制、飞秒激光脉冲的压缩、飞秒激光脉冲的光谱变换,以及飞秒激光器的频率转换等激光技术中的应用研究进展.     

Design of photonic crystal fibers with anomalous dispersion

Photonic crystal fibers (PCFs) have attracted greatattentionin recent years due to their interesting proper-ties ,such as endless single-mode operation,unique dis-persion and nonlinear characteristics[1 ,2].It has been re-ported that PCFs offer a wide range of potential applica-tions ,such as 2Rregenerators ,optical parametric ampli-fiers ,dispersioncompensationandsuper-continuumgen-eration[3].Also called holey fibers or microstructure fi-bers ,PCFs are optical fibers possessing periodic a…     

基于Contourlet变换和压缩感知的实际光子晶体光纤光

为了准确估计实际光子晶体光纤（photonic crystal fibers,PCFs）的光特性,提出一种基于Contourlet变换的压缩感知重建方法来重建实际PCFs的截面,进而对实际PCFs的光特性进行快速评估。结合全变差去噪方法,对经典图像、商用大模场面积PCF和保偏PCF的光特性进行评估,结果表明,提出的方法可以有效保留PCFs截面空气孔多尺度多方向的特征,光特性的评估结果与产品参数相吻合。这也是目前首次将基于Contourlet变换的压缩感知应用于PCFs的光特性估计,研究工作为实际PCFs光特性的快速准确估计提供了有效的手段。     

基于液体选择填充光子晶体光纤的波分解复用器研究

设计了一种基于液体选择填充三芯光子晶体光纤的1.31/1.55um波分解复用器。中间为缺失一个空气孔的普通二氧化硅纤芯,左右两纤芯填充了不同折射率的液体材料。根据光纤的消逝场耦合的模式理论,不对称相邻波导存在波长相关耦合。不同填充折射率的两纤芯与中间纤芯分别耦合,构成两个不同响应波长的光滤波器。通过选择合适光纤长度,可实现不同波长光的分离。采用全矢量有限元法分析了光纤的传输特性,讨论了填充不同折射率液体时波导间的模式耦合,得到了其匹配波长与耦合长度。基于光束传播法仿真发现,长度为4.88 mm的光纤能实现1.31/1.55 um波长光的解复用。