多功能光纤端面激光宽带减反射膜的应用研究

在光学系统中,设计了一种新型的近红外光纤宽带激光减反射膜,应用波段为800~1300 nm,能够同时适用于多波段大功率半导体激光器并具备较高损伤阈值。通过选择合适的光学材料,利用TFCalc软件仿真,调整最佳的工艺参数,采用热蒸发式真空镀膜机及RF离子源辅助沉积的方法,解决了小口径光纤端面的清洁和低温镀膜时膜层的牢固性等问题,实验采用Agilent CARY6000i型光波测量系统对镀膜后的样品进行光谱分析,实验结果显示,该减反射膜在800~1300 nm平均透射率为99.2%。分别用单管808 nm、980 nm和1064 nm半导体激光器为光源测得多模光纤镀膜后的输出功率较镀膜前均有明显提高。该膜层有效地提高了大功率半导体激光器与光纤的耦合效率具有更好的应用价值和实用意义。     

SLA端面增透膜设计的理论分析与计算

文章推导了多层平板波导结构的半导体激光放大器 (SLA)端面反射率的计算方法 ,为优化设计SLA端面增透膜参数提供了工具。对InGaAs/InGaAlAs多量子阱SLA端面增透膜参数进行了优化设计 ,并给出优化结果。     

斜端面光纤耦合效率理论与实验研究

应用场耦合方法模拟计算了不同光纤斜端面角度下半导体激光器的耦合效率,并进行了实验测量.结果表明,不同的光纤斜端面角度下,对半导体激光器的耦合效率影响很大,根据不同的芯片参数合理选择不同的斜端面光纤可以得到尽可能高的耦合效率.     

1064 nm光纤端面激光减反射膜的研制

针对导弹探测制导光源的特殊应用,通过对材料的选择、膜系的设计和工艺参数的优化,采用电子束真空镀膜及离子辅助沉积的方法,成功的在光纤端面为50μm的口径上镀制减反射膜。研究了膜层的应力匹配和低温镀膜时膜层的牢固性,并给出了光纤端面测试前后结果的实例对比图和曲线。在以YAG激光器为光源的系统中,当激光器的工作电流为2000 mA时,光纤的输出功率比未镀膜时提高了5%,能够承受激光光源的照射和恶劣的环境测试,达到了使用要求。     

球端面光纤耦合界面烧蚀现象的实验研究

本文提出大功率半导体激光器(LD)对光纤耦合界面的烧蚀的理论假设,得出系统耦合效率随时间的变化关系为ηt=η0t-αβmsk=η0t-αβρ。制作出三种不同直径的光纤端面小球,并对其防烧蚀性能进行了实验研究。实验证明激光器对光纤的烧蚀主要集中在粘接剂区,且大直径的球端面光纤能有效的减小烧蚀对系统耦合效率的影响。从而证明了公式的正确性。     

光纤端面处理对光纤激光器输出性能的影响

从光纤端面的不同处理方法(抛磨法、切割法)入手,对各自工艺展开了较深入的探索,测试了经不同方法处理后光纤端面的表面粗糙度:抛磨端面的表面粗糙度达到0.6nm,切割端面的表面粗糙度为24nm.研究了不同端面处理方法对光纤激光器输出性能(输出功率、光束质量)的影响.     

高功率光纤激光器端面反射系数快速优化算法

在高功率光纤激光器优化中提出了一种输入端反射系数与输出端反射系数快速优化算法.基于斜率效率优化准则,通过掺镱光纤激光器实例分析,数值计算结果表明,采用端面反射系数快速优化选择算法,将计算时间至少缩短为传统算法的8%,较好地避免了阶梯误差的产生,提高了计算精度;在相同的参数条件下,正向抽运时,光纤激光器的端面反射系数优化选择取值区域最大,双向抽运时,光纤激光器的端面反射系数优化选择取值区域次之,而反向抽运时,光纤激光器的端面反射系数优化选择取值区域最小.     

光纤激光器凸端面选模理论和实验研究

为了改善光纤激光器的输出光束特性,将光纤端面加工处理成近似凸球面。从实验上研究了光纤端面为凸球面时对光纤激光器输出光束质量和输出功率的影响。在考虑横向空间烧孔效应的速率方程的基础上,建立了光纤激光器端面选模的理论模型,并对凸端面选模方法进行了数值模拟。结果表明,采取凸端面作为光纤激光器的输出端可以提高输出激光的光束质量。     

光纤端面反射率对光纤光栅外腔半导体激光器的输出影响

为了实现光纤光栅外腔半导体激光器良好的单纵模输出,通过加入空气间隙区改进了基于射线法的光纤光栅外腔半导体激光器理论模型,并结合稳态速率方程研究了小注入情况下,光纤端面反射率对激光器输出特性的影响。仿真结果表明,在光纤端面反射率与光栅反射率可比拟的情况下,减小光纤端面反射率,可增大主模与其他波长模式的损耗差异,加强光纤光栅的选模作用,更好的实现单纵模输出,但同时也会增大激光器的阈值电流。     

光纤端面耦合特性研究

本文主要从光纤的各种端面效应出发,分析了不同形状端面光纤之间的耦合特性,并给出了相应的实验结果。     

sol-gel法制备纳米TiO_2-SiO_2宽带高增透膜

通过模拟计算设计出一种透射比为99%、包含一层TiO2薄膜和一层SiO2薄膜的宽带高增透膜。两层薄膜均由溶胶-凝胶法制得并采用提拉法成形于玻璃基片上。对增透膜样品的透射比、表面形貌、膜厚等进行了表征,考察了提拉速度、退火温度、催化条件等对其透射比、表面均匀性的影响。结果表明:增透膜的使用提高了玻璃基片的透射比;当提拉速度为9cm/min,增透膜厚约为255nm时,基片在400～800nm波段的透射比提高了7%。控制退火温度,可以使增透膜在某些波段的透射比增强。增透膜样品的表面均匀性良好,室温下膜层的均方根表面粗糙度(RMS)为1.682,平均粗糙度(RA)为1.208,在550℃的温度以下,随着退火温度升高,表面粗糙度降低。     

激光检测技术与光纤二次套塑

在光纤二次套塑生产过程中对光纤余长和直径的控制尤为重要。介绍了一种采用激光检测技术实现对二次套塑工艺中余长和直径控制的方法。     

基于OpenCV的光纤端面检测系统研究

针对光纤端面制备中各种因素的影响会导致光纤端面产生缺陷的问题,研究了一种基于机器视觉技术的光纤端面检测系统。针对光纤端面显微图像的结构特点,使用图像处理算法拟合其中的椭圆,并提出了一种基于同心椭圆约束的椭圆检测方法,挑选出纤芯和包层轮廓的拟合椭圆。依据获取的拟合椭圆参数将光纤端面划分为三个检测区域,进行分区域的瑕疵点检测和统计。全部算法使用VS2010和OpenCV开发实现。实验表明,该检测系统可以对光纤端面进行准确的质量测定。     

宽波长太阳能电池抗反射层结构设计

为了降低太阳能电池表面对入射光的反射,提高其光电转换效率,设计了入射光谱在400～1100 nm宽波长范围内的二维亚微米抗反射层结构.该结构主要由高折射率ZnS膜层、低折射率MgF_2膜层及二维亚微米光栅层等组成.采用严格耦合波分析理论计算了此结构的反射特性,当ZnS膜层、MgF_(2)膜层、光栅深度及光栅周期分别为50 nm、150 nm、200 nm及400 nm,入射角在0～80°变化时,其平均反射率为7.76%.计算结果表明:所设计的抗反射层结构可有效降低太阳能电池表面对入射光的反射,从而提高其光电转换效率.     

光纤尾纤波分复用滤光膜的研制

根据光纤通信无源器件对光学薄膜的特殊需求, 要求在光纤尾纤上镀制较复杂的波分复用滤光膜, 针对光纤镀膜所存在的难点问题, 利用TFCalc 膜系设计软件采用解析法设计出一个初始的规整膜系, 再结合梯度优化法在该规整膜系上有选择性的局部优化, 并考虑镀膜设备所允许的膜层灵敏度, 评估其鲁棒性和可镀制性, 从而设计出满足光谱特性要求的滤光膜膜系.然后通过对德国莱宝APS1104 型镀膜机进行内部结构改造并选择合适的冷镀工艺, 最终采用离子源辅助沉积对所设计的膜系进行了实际镀制, 获得了性能优良的光纤尾纤波分复用滤光膜.     

光纤二次被覆用12芯放线设备

本文根据当前国外光纤光缆发展最新动向，参照国内引进的先进的光纤二次被覆生产线，结合我国所多年来的实践，提出了适合国情的效果颇佳的１２芯张力控制放线设备。＋     

高功率光纤激光器涂覆层切口热效应的研究

随着光纤激光器迅速发展,单根光纤导光功率的提高对光纤之间的熔接也提出了更高的要求。在光纤的熔接处理中,涂覆层切口处边界条件的变化导致光波泄漏,这种损耗会成为高功率光纤激光器热效应问题的一个因素。本文根据光波传导方向的先后将涂覆层切口分为前切口和后切口。首先理论研究了两种切口处的光模场分布,并分析了引起切口热效应的主要原因:前切口发热原因主要有波导结构突变导致模场不匹配引起损耗和涂覆层光波泄漏引起的损耗,因此切口形状有较大影响;后切口处损耗则是因为耦合损耗引起。其次,实验研究了几种涂层形状在前切口和后切口的发热特征和温度差异,绘制了前切口不同形状引起的漏光和后切口温度与涂覆层剥离长度的关系曲线。     

光纤二次套塑生产线自动控制系统的研制

主要介绍了光纤二次套塑生产线自动控制系统的组成和工作原理，在简介生产设备组成和生产工艺的基础上，着重讲述光纤二次套塑生产线自动控制系统中比较重要的几个环节及其解决办法。