基于液体纤芯光子晶体光纤的低阈值受激拉曼散射

为了研究微结构光纤在光流体技术中的应用,在空芯光子晶体光纤(hollow-core photonic crystal fiber,HCPCF)纤芯中充入四氯化碳(CCl_4)制成液芯光学微池,用1 064 nm的光源泵浦,测量CCl_4的受激拉曼散射特性.利用包层孔塌缩技术将纤芯直径10μm,长1.8 m的HC-PCF两端包层孔堵住,CCl_4在毛细作用力及外部压力下充满纤芯,其后将两端切去,由于包层空气孔的有效折射率(约1.1)低于CCl_4(约1.45),保证了全反射原理导光.用中心波长1064 nm,重复频率200 kHz,脉宽186ps,可调谐输出功率为0~1 W的光纤激光器作为泵浦源,泵浦CCl_4液芯光纤产生了两级拉曼斯托克斯谱线输出,分别在1118、1172.3 nm处.通过调节泵浦功率测得一阶拉曼阈值对应的峰值功率为0.94 kW.结果表明:微结构光纤是光流体技术的良好载体.     

双芯光子晶体光纤宽带平坦超连续谱光源

研制一种双芯光子晶体光纤,其零色散波长位于1 010 nm,在波长1 060 nm处的非线性系数为6.82 W-1·km-1.利用中心波长1 060 nm、重复频率1 MHz、脉冲宽度150 ps、最大输出功率4.5 W及光束质量M21.3的增益开关皮秒脉冲全保偏光纤激光器泵浦长度为35 m的双芯光子晶体光纤,得到谱宽为480~2 200 nm、输出功率为371.7 mW的宽带平坦全光纤化超连续谱光源.长波方向10 dB谱宽为1 140 nm(1 060~2 200 nm),短波方向3 dB谱宽为460 nm(580~1 040 nm),其远场输出为具有准高斯分布.     

可调谐掺铥双包层光纤激光器实验研究

利用785 nm激光二极管作为泵浦源,对长度为4.5 m,纤芯直径为20μm,内包层截面为D形的掺铥双包层光纤进行可调谐实验研究.通过使用闪耀光栅作为选频元件,利用后向Littrow结构,获得波长在2μm附近最大105 nm范围内的可调谐输出,且在可调谐范围内,各激光光谱线宽均约2.2 nm.结果表明,可调谐波长范围除与光纤荧光谱有关外,还与闪耀光栅特性参数直接相关.     

光子晶体光纤在1.4μm处光谱展宽的实验研究

采用输出波长为1.4μm的光参量放大器(OPA)作为泵浦源,泵浦0.2 m长的光子晶体光纤,观察到光谱展宽现象.实验得到的光谱宽度达58.4 nm(1.370 8~1.429 2μm),比OPA输出的光谱宽度(30.4 nm)展宽28 nm.     

1.7μm波段全光纤掺铥宽带光源实验研究

设计并实验实现了一种结构简单的1.7μm波段全光纤宽带光源.采用传统的线型腔结构,利用1565nm高功率半导体激光器泵浦一段单模掺铥光纤,获得了中心波长为1833nm的自发辐射光谱.由于色散补偿光纤在大于1.7μm波段有较大损耗,在腔内接入该光纤使自发辐射光谱的中心波长移动到1.7μm波段.其中,泵浦源由1565nm半导体激光器和最高输出功率33dBm的铒镱共掺放大器组成.通过优化色散补偿光纤和掺铥光纤的长度,获得了宽带光源,其中心波长在1744nm,5dB谱宽87nm.为1.7μm光纤光源设计及研制提供参考.     

含空气小孔芯光子晶体光纤的色散特性研究(英文)

利用有限元法研究纤芯含有空气孔缺陷光子晶体光纤的色散特性.结果表明,引入空气孔缺陷可增加波导色散作用,改变色散曲线斜率;当空气孔缺陷的直径增加时,色散曲线将会下移,因此通过适当选择小孔直径,可实现色散平坦的光子晶体光纤.光纤的零色散波长可通过改变光纤的包层空气孔占空比和小孔缺陷在纤芯中的位置而改变.该调节光子晶体光纤色散的方法对用于超连续谱的产生具有借鉴意义.     

空芯光子晶体光纤的纤芯设计及特性研究

为了研究纤芯形状和大小对光纤特性的影响,设计了2种纤芯形状的7芯空芯光子晶体光纤(HC-PCFs),并与传统的十二边形纤芯的HC-PCFs进行了对比.运用有限元法进行仿真计算,结果表明:内凹圆化型纤芯的HCPCF比普通十二边形的HC-PCF具有更低的泄漏损耗和波导色散,而内凹直线型纤芯的HC-PCF具有特别的波导色散特性,新设计的纤芯结构未来可用于大容量光通信、光孤子传输以及色散补偿中.     

双层芯色散补偿光子晶体光纤

为了抑制通信系统中脉冲的展宽,根据色散补偿理论,提出了一种由单一石英材料制成的双层芯光子晶体光纤(DCCPCF). 该光纤的色散值在155μm处可达到-6000ps/(nm〖DK〗•km). 理论分析表明,在传输过程中内芯基模和外芯缺陷模以相位匹配波长为临界状态,在内芯与外芯之间相互交替传输,并在匹配波长处因模式发生强烈耦合而引起折射率产生大幅度波动. 通过对结构参数d1、d2变化的情况下色散曲线的扰动情况进行分析,可为实际制备工作提供一定的理论指导.     

多孔光纤偏振拍长宽带稳定性的优化设计

为制作宽带稳定的光纤偏振器件,设计了一种偏振拍长对波长变化不敏感的多孔光纤.将包层气孔呈菱形阵列分布、纤芯附近有一对大气孔的多孔光纤在两个正交方向上进行横向压缩或伸展,以扩大模式双折射随波长同步线性变化的波长区间.应用全矢量有限差分光束传播法,分析了不同伸缩因子对双折射和偏振拍长色散特性的影响.研究结果表明:横向伸缩形变可以有效地抑制菱形晶格多孔光纤双折射的非线性变化,使偏振拍长在较宽的波长范围内具有较好的稳定性.通过优化设计,这种菱形晶格多孔光纤在1.0 μm～2.0 μm波长范围内,偏振拍长在180 mm～185 mm之间变化,相对变化率约为3％,工作带宽达到800 nm,可以同时覆盖1 310 nm和1 550 nm两个常用通信波长窗口,较为适合用于制作宽带光纤波片.     

微纳光纤偏振分束器特性研究

采用3维全矢量光束传输法研究两相邻微纳光纤的偏振耦合特性,证实利用微纳光纤偏振耦合特性能很好地实现偏振分束,构成光纤偏振分束器.在保证偏振分束性能的条件下,通过研究微纳光纤偏振分束器的几何特性对偏振分束性能的影响,优化设计了微纳光纤耦合型偏振分束器,得到耦合区的最优参数为直径0.9μm、间隙0.5μm及耦合长度218μm.结果表明,在1.55μm工作波长处分束器可实现偏振分束输出,其带宽约为10 nm,耦合区长度容差为±2μm,直径与间距容差均为-3～2 nm,偏振消光比大于15 dB.     

基于波长复用技术的激光二极管光纤耦合方法

采用波长复用技术的激光二极管（LD）光纤耦合方法,将两个不同波长的高功率LD通过准直、波长复合、聚焦经光纤耦合以实现大功率高效率输出。用直径200μm的裸石英光纤对LD输出光束进行准直,根据波长复用的基本原理,设计了波长耦合器件,根据LD和光纤的相关参数设计了聚焦透镜组,将两只波长分别为808nm和980nm、发光面积为100μm×1μm、单管的连续输出功率2W的高功率LD通过上述方法耦合进数值孔径0.22、芯径100μm的多模光纤中,在工作电流为2.5A时,808nmLD和980nmLD总的连续输出功率为4.05W,光纤激光连续输出功率为3.33W,总耦合效率大于82%。     

双程前向结构掺铒光纤光源的稳定性研究

为了获得高稳定宽谱光源,实验研究了双程前向结构掺铒光纤光源稳定性.分析了铒纤长度和泵浦功率对光源的平均波长、输出功率和谱宽的影响,通过优化铒纤长度和泵浦功率来减小铒纤本身和泵浦功率对光源稳定性的影响.实验结果表明:在铒纤优化长度10.10m和泵浦优化功率160mW时,掺铒光纤光源的稳定性达到最优,其平均波长和输出功率变化分别为0.005nm和0.035mW.     

七芯光纤拉锥的折射率传感性能研究

设计和展示了一种光纤嵌入式的高灵敏度折射率传感器。在七芯光纤两端熔接单模光纤组成三明治结构,使用氢气火焰对七芯光纤进行加热并拉伸,制备出具有独特微结构的七芯光纤同轴干涉仪。在拉锥过程中,随着光纤直径减小,光纤中纤芯直径、纤芯距等比例缩小。光纤表面产生消逝场的同时,不同纤芯之间也发生了明显的光学干涉。这种具有较强消逝场的光学干涉器件,展现出明显的环境折射率敏感特性。由实验结果可知,当其腰区直径为9μm时,在折射率1.426 4～1.427 8范围内折射率灵敏度达到9 194.6 nm/RIU。这种折射率传感器具有结构紧凑、制备简单、干涉条纹明显和敏感度高的优点,在生物及化学传感领域具有潜在的应用价值。     

二极管泵浦的Ho3+, Pr3+:LiLuF4 3 μm 激光

根据3μm连续激光产生机理和对基质材料要求,结合1.9μm和1.1μm激光二极管泵浦掺Ho~(3+)材料结果,采用1.1μm激光二极管泵浦Ho~(3+),Pr~(3+):Li Lu F4晶体,产生3μm激光。实验用泵源波长为1.140～1.150μm,带宽为5 nm,功率为0～10 W,光纤耦合输出;Ho~(3+),Pr~(3+):Li Lu F4晶体体积为3 mm×3 mm×30 mm,Ho~(3+)离子掺杂原子百分含量为2%,Pr~(3+)离子掺杂原子百分含量为0.6%;实验获得波长为2 934 nm连续激光输出,最大功率达到50 m W,斜率效率为22.6%,最大功率时,光束的质量M2因子约为4。     

主动调Q掺铥双包层光纤激光器

利用790 nm半导体激光器作为泵浦源、声光调制器作为Q开关,将4 m长掺铥双包层D型光纤作为增益光纤,在入纤功率9.17 W、调制频率50 kHz时,获得激光器最大输出功率为1.26 W.调制频率为30 kHz时,获得单脉冲能量40μJ的脉冲激光.激光器在30～50 kHz工作时可以获得稳定的脉冲输出.讨论了在阈值入纤功率附近形成1/2、1/3调制频率脉冲及在较大泵浦功率时形成多脉冲的原因.     

7.4 W双包层掺Yb光纤激光器

最近 ,我们采用多模大功率半导体激光器泵浦掺Yb双包层D型光纤 ,获得了 1 0 9μm、功率为 7 4W的激光输出 .实验中采用线形腔结构 ,LD端面泵浦长 3 0m掺Yb双包层D型光纤 ,泵浦源为光纤 80 0 μm输出的 974nm激光 ,经过 1∶1成像系统后 ,再用聚焦镜聚焦到光纤上 .双包层光纤具有 (3 40 /40 0 μm)D型内包层结构 ,数值孔径 0 3 8.光纤一端加二相色镜 ,另一端利用光纤端面 4%Fresnel反射作为输出端反馈与二相色镜构成了线形谐振腔 .输出功率用SP功率计测量 .实验测得阈值泵浦功率 1 1W ,当泵浦功率为 2 2W时 ,获得了 7 4W激光输出 ,同…     

混合纤芯光子晶体光纤的色散特性研究

利用有限差分法研究了一种混合纤芯光子晶体光纤的色散特性.在光纤端面的外围区域,由空气孔在石英材料中均布排列形成包层,在中心则由圆形高折射率材料与布居其近邻的数个辅助小空气孔共同构成纤芯.辅助空气小孔使光纤的色散陡增,比普通光纤色散参数高两个数量级以上.详细的数值研究表明,纤芯周围的一圈辅助空气小孔数目越多、越靠近圆形高折射率材料则色散参数就越大.当辅助小孔距离纤芯非常近时,模场面积大幅度增大,此时不仅能获得超大色散,而且能够使光子晶体光纤具有非常小的非线性效应.改变包层空气孔的大小对色散参数影响不明显.     

非对称大边孔微结构光纤偏振拍长稳定性的优化

针对纤芯一侧具有一个大边孔微结构光纤的特点。分别在两个正交方向上进行压缩或伸展,采用全矢量有限差分波束传播法模拟了不同压缩因子对应的双折射色散曲线,通过线性度最好的双折射色散曲线进一步限定压缩因子取值范围。较快地获得了偏振拍长最平坦的色散曲线,找出了合适的伸缩因子,有效降低了偏振拍长的波长敏感性,在1．0μm~2．0μ...     

适用于材料加工的光纤耦合模块

德国DILAS半导体激光有限公司针对光纤激光器泵浦和激光微材料的加工应用,开发了一款波长793nm、105μm的光纤耦合模块。     

高亮度小芯径半导体激光器光纤耦合设计

为了获得高亮度的半导体激光器,采取6只单管半导体激光器芯片进行等光程排列,波长为940nm,芯片腔长3.5mm,发光区尺寸1μm×30μm,快轴发散角30°,慢轴发散角10°,功率为6W。设计光学系统,使合束光束BPP_(laser)BPP_(fiber),满足与小芯径50/125μm多模光纤进行高亮度、高效率耦合的要求。光纤输出亮度达到44.3MW/(cm~2·sr)。