典型红外传能光纤的传能特性及其应用

对用于激光能量传输的红外光纤从结构及组分角度进行了分类,并对其中一些具有代表性的光纤的光传输性能进行了分析与比较,特别是它们的功率传输性能以及激光传输、激光损伤机理。还列举了这类红外传能光纤在军事及民用方面的典型应用及前景展望。     

中红外石英空心微结构传能光纤的研究进展

介绍了国际上先进的课题组在中红外石英空心微结构传能光纤方面的研究进展,其中包括用空心光子带隙型光纤和负曲率空心光纤两种结构的空心微结构光纤来实现中红外光的低传输损耗和弯曲损耗。迄今为止,国际上报道的最佳结果是:在2.9~3.4μm波长范围内可实现传输损耗低于0.2d B/m,弯曲半径可到2.5cm。     

光纤传能特性研究

为了获得光纤传输高功率脉冲激光的主要特性,对光纤传能进行了理论分析和实验研究.结论是:光纤宏观弯曲对传输效率有比较明显的影响:光纤的芯径、数值孔径(NA)、长度等指标对高功率激光传输效率有很大影响;当传输激光功率大于某个闽值后,光纤内产生的受激拉曼散射(SRS)和受激布里渊散射(SBS)影响激光能量输出;光纤的端面质量限制了传输激光功率的提高,根据ISO11254(光学元件表面激光诱导损伤的光学测试方法)得出光纤的激光零损伤概率阈值可以达到58.6J/cm2;光纤输出光束截面能量分布被匀化.     

空芯传能光纤的特性研究

通过对传能光纤的传输特性分析和模式分析,并通过两种实验方法对发散角进行测量,从而得到空芯传能光纤的输入和输出的激光模式的关系,这为传能光纤的应用及耦合装置的设计提供了依据.     

高峰值功率脉冲激光的光纤传能特性

实验研究了光纤传输调Q Nd:YAG高功率脉冲激光特性,包括光纤的传输效率、输出光束特性、输出光斑能量分布以及激光诱导损伤特性.得出的主要结论为:光纤传输高峰值功率激光引起受激拉曼散射(SRS)和受激布里渊散射(SBS)的产生是导致传输效率下降的主要原因;光纤输出光束束腰位置为输出端面,发散角略大于入射角,光束质量下降,输出光束截面光斑能量分布"匀化":光纤的端面激光损伤限制了传输激光功率的提高,其主要损伤相貌分为一坑状损伤、熔融损伤和溅射损伤,实验得出光纤端面的激光零损伤概率阈值功率密度为3.85 GW/cm2.     

传感与传能用蓝宝石单晶光纤的生长与光学特性

用激光加热小基座法生长了直径为２００～１０００μｍ，长度达５０ｃｍ的蓝宝石单晶光纤．对蓝宝石单晶光纤的光学传输特性进行了分析和测试，结果表明蓝宝石单晶光纤在可见到近红外波段具有良好的光学传输特性，可应用于高温传感和医用近红外激光传输．     

高功率大芯径光纤锥的特性研究

对高功率脉冲激光系统中光纤锥的结构、透过率及损伤阈值特性进行了理论研究和实验分析。研究结果表明：光纤锥的几何结构、数值孔径、熔接损耗等都会影响其透过率,通过合理设计光纤锥的几何尺寸,合理选择光纤数值孔径,有效降低熔接损耗,改进拉锥工艺等措施,可以提高光纤锥的透过率;光纤端面的杂质缺陷是造成光纤抗激光损伤能力下降的重要原因,通过改善光纤端面质量,可较大程度地提高光纤锥传输激光的能量。     

基于光纤传能的异构无源光网络研究

移动网络通信带宽需求不断增加,在有限的带宽中需要传递更多的信息.文章提出了基于光载无线通信无源光网络(RoF-PON)与光纤传能(PWoF)融合的双向传输系统架构,并对融合系统的传输性能进行仿真.在基于光载无线通信(RoF)的移动网络中,PWoF可将电源集中在中央局(CO),为通信网络提供更经济有效的安装方式,操作和维...     

Optical properties of infrared transmitting materials

The choice of appropriate infrared transmitting materials for high-power laser applications necessitates a knowledge of various optical parameters. Because experimental data is often scant or unreliable in frequency regions of interest it has become important to be able to predict optical parameters from either theoretical or phenomenological models. This requires identification of the major physical mechanisms, and translation of this information into a useful model. Considerable progress has been made recently, especially with regard to the frequency dependence of refraction, absorption α and photoelasticity. It has been found, for example, that frequency dispersion is important at 10.6μm for all three of the latter quantities in most alkali-halides. For most semiconductors, on the other hand, only the effects on α are significant. It is shown that the mix of existing experimental data with recent theory is now providing us, for the first time, with a fairly comprehensive view of the magnitude, frequency dependence, and temperature dependence of optical parameters of infrared transmitting materials.     

光合作用中激发能量转移物理机制研究进展

主要对国内外光合作用中激发能量转移(EET)物理机制研究的进展作了详细的叙述和总结。阐述了EET的基本概念,论述了EET的优势和存在的问题,并对EET研究的一些主要的研究方法和结果进行了分析比较;结合现有的研究成果,提出了若干值得继续研究的方向和亟待解决的关键问题。     

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。     

多模光纤布里渊散射效应研究进展

面对人们日益增长的光纤传感需求,多模光纤的容量优势为解决单模光纤的容量壁垒、实现高精度的多参量光纤传感测量提供了新思路。理论分析了多模光纤的模式特性,综述了多模光纤模式耦合及偏振的研究进展,重点介绍了多模光纤中布里渊散射的阈值、增益谱和布里渊频移的国内外发展动态,分析了未来光纤传感的发展方向。     

大功率激光光纤耦合技术研究

简要介绍了大功率激光光纤耦合技术的六个主要的研究方向。包括 :光纤的选择与光纤端面处理、激光光纤耦合条件、聚焦透镜组合的选择、透镜像差的影响、光束与光纤失准引起的耦合效率下降以及透镜的热透镜效应。     

非对称双芯光子晶体光纤的温度传感特性研究

设计了一种基于非对称双芯光子晶体光纤的温度传感结构,在光子晶体光纤的一个纤芯中填充液体乙醇作为温敏介质,利用双芯光纤的定向耦合效应,通过检测定向耦合器的中心波长实现对温度的测量。用虚轴光束传播法分析光子晶体光纤基模的有效折射率与温度的关系,结果表明设计的光纤结构具有良好的温度传感特性,在-20～70 ℃范围内的温度检测灵敏度达3.73 nm/ ℃。用光束传播法仿真LP01模的传输特性,表明当光纤长度为耦合长度的0.5至1.5倍时,对于同一温度,传输光谱中主极大对应的波长保持恒定,传感器具有较大的制作容差。     

室温半导体红外光电探测器研究进展

室温工作将为光子型红外探测开辟更广泛的应用,系统整理和分析了从近红外到长波红外的III–V族及Ⅱ-Ⅵ族半导体探测器的室温性能,讨论不同材料体系和器件结构的室温暗电流机制。其中InAs/GaSb等二类超晶格的短周期带间级联结构以及HgCdTe抑制俄歇过程的方案在提升中长波红外室温探测性能方面都显示出了独特的优势。这些电子学结构的设计与近年来亚波长光子结构增强耦合、降低暗电流的新进展相结合,有望实现近室温工作的高灵敏红外探测。     

光纤偏移对空间光-单模光纤耦合效率的影响

空间光-单模光纤耦合的关键技术是怎样确保耦合系统中光纤的准确定位。基于电磁场模场匹配理论,讨论了光纤偏移对空间光-单模光纤耦合效率的影响,结果显示耦合效率随着光纤偏移的增大显著下降。采用光纤调整架以及微透镜光纤可以显著改善耦合效率,讨论结果有助于空间光-单模光纤耦合器件的优化设计。     

探索一种新型光纤连接器

介绍了一种新型的光纤连接器一锥形光纤连接器。利用局域模式耦合理论,分析了单根锥形光纤的传输特性和这种新型光纤连接器的耦合特性,并从实验上测定了由两根锥形光纤组成的锥形光纤连接器的耦合特性,从一定意义上证明了该光纤连接器的可行性,为优化光纤连接器的结构和性能,促进光纤通信事业的发展具有重要意义。