微结构光纤制备中的问题分析

分析了微结构光纤制备过程中存在的一些问题,简述了温度、空气孔中的空气压力、表面张力等因素对微结构光纤中毛细管形变的影响.建立了可行的制备技术工艺路线.同时比较了微结构光纤预制棒制作的不同方法,详细介绍了改进的堆积法方案.     

利用改进的堆积法制备微结构光纤

通过改进的堆积法,制备无间隙孔微结构光纤（MSF）。该方法包括3个步骤：1）通过传统堆积法,制备MSF的预制棒;2）对预制棒进行预定型处理,对其一端加热使毛细管熔死,再将预制棒放入高温炉中加热至1600℃,并对另一端加压加气,内部毛细管受气压扩张,进而膨胀使间隙孔受力消失．所有的包层毛细管熔到一起形成了一整体,这样有助于拉丝时保持光纤的结构;3）完成拉丝过程。用这种改进的堆积法进行MSF的制备,取得了很好的试验结果。     

微结构聚合物光纤制备技术研究

微结构聚合物光纤以其制备工艺简单,实用性强而倍受研究人员关注。在国家自然科学重点基金的资助下,提出了微结构聚合物光纤预制棒的化学原位本体聚合技术和PMMA颗粒料挤出技术以及微结构聚合物光纤预制棒的套管法二次拉伸技术,成功制备了微结构掺诺丹明6G型、椭圆芯高双折射型、无限单模型和布拉格光栅光纤型等各种微结构聚合物光纤。通过对微结构聚合物光纤制备工艺的研究,对几种已经成功开发的微结构聚合物光纤进行报道。     

低损耗正方晶格微结构光纤的设计

应用多极法对正方晶格微结构光纤的损耗特性进行了数值模拟,研究了包层各层空气孔直径和包层空气孔层数在1.31 μm和1.55 μm处对损耗特性的影响.研究发现,通过选择高空气填充率的结构参数可以有效地降低光纤的损耗;通过增大最外层空气孔的直径或包层空气孔层数,可在保持色散特性不变的基础上显著降低光纤的损耗.文章的计算和分析可以为设计适当色散特性的低损耗微结构光纤提供理论依据.     

微结构光纤及其双折射特性的研究

主要对微结构光纤以及其双折射特性研究情况进行总结,首先介绍了微结构光纤的研究历程和基本概念,然后重点总结了微结构光纤的解析和数值分析方法,接着介绍了高双折射微结构光纤设计和最新研究进展,最后对微结构光纤的应用和研究前景进行了展望。     

八边形空芯微结构光纤的制备和特性分析

基于反共振反射光波导中的抑制耦合理论,本文设计和制备出一种单空气包层大纤芯的八边形空芯微结构光纤,光纤直径为170 μm,纤芯直径为44 μm,纤芯壁厚为1.2 μm。实验测试结果表明该光纤对于波长为750 nm的光具有良好的导光特性。该空芯光纤结构简单,容易制备,并可设计成大纤芯适用于光泵碱金属蒸气激光、液体填充传感、高功率近红外光能量传输及气体激光器等领域,为探索简易新型空芯微结构光纤打下前期实验基础。     

基于飞秒激光的光纤三维微结构制备研究

为适应新型光纤传感器件的需要,进行了飞秒激光在石英光纤材料上制备三维微结构的工艺探讨。实验结果表明,光纤的烧蚀阈值约为1.5 J/cm2,烧蚀孔的深度与能量对数基本上符合线性关系。在一定条件下,适当的增加激光能量有利于改善微孔的垂直度。理论分析了锥孔和直孔的成形机理,探讨了微孔内壁形貌的形成机制和加工过程中光纤背面出现的崩碎现象。采用适当的加工工艺,试制了光纤F-P腔、光纤端部悬臂梁等三维微结构。     

FTTH用微结构光纤

文章描述了国外光纤到户(FTTH)用微结构光纤(MOF)的种类及其应用情况,并从弯曲损耗、衰减、熔接损耗以及寿命4个方面阐述了微结构弯曲不敏感光纤的性能.分析表明,微结构弯曲不敏感光纤适合于空间狭小、弯曲直径较小与弯曲点较多的情况下的灵活安装,可满足FTTH光网络发展的需要.     

微结构光纤的有限元分析计算法

利用有限元法对零色散点在780nm的均匀微结构光纤进行经过简化的矢量波动方程模拟计算，获得了所需要的模场分布、有效折射率、色散、有效模面积等参数，并与实验数据相参照验证了这种方法的准确性和精度。进而将这种计算方法用于非均匀微结构光纤的模拟计算，不仅获得了很好的结果，与其他方法相比还具有更快的计算速度，计算所得到的结果对将来设计和拉制微结构光纤很有帮助，并且这种方法在设计不规则的微结构光纤方面具有很好的优势。     

飞秒激光制备光纤U形微结构应用于折射率传感

为了实现低成本、高精度的折射率测量,采用飞秒激光微加工技术,制备出基于U形微结构的多模光纤液体折射率传感器。研究了传感器的通光功率变化值与U形槽深度以及U形槽内液体折射率的关系,同时探究了在相同光损耗情况下不同烧蚀长度对灵敏度的影响,并使用射线理论和模式理论对传感机理进行了分析。结果表明,该传感器在折射率1.3331~1.3731范围内具有良好的线性响应,且可以做到5700μW/RIU的灵敏度;同时在10dB损耗情况下20μm烧蚀长度具有较好的灵敏度。该传感器具有结构简单、容易制备、灵敏度高和低成本等优点,在化学、生物、医学、环境监测等方面有广泛的应用前景。     

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。     

新型挤压法制备硫系玻璃光纤及其性能研究

选用组分为Ge15Sb20S65和Ge25Sb5Se70的两组硫系玻璃,制备了多种尺寸的高质量硫系玻璃,分析了两组玻璃的物理、热学和光学性能;利用复合层叠挤压法制备了硫系玻璃光纤预制棒,避免了钻孔法或其他机械加工引起的预制棒界面缺陷,且光纤端面结构可随模具尺寸自由设计,挤压后光纤预制棒结构整齐,内外界面整洁光滑;利用高温聚合物保护的预制棒具有良好的机械性能,用光纤拉丝机将具有保护层的预制棒拉制成光纤;利用普通光纤抛光机进行端面抛光,光纤端面结构均匀,界面无明显缺陷。傅里叶红外光纤光谱仪(FTIR)测试光纤损耗谱表明,在波长4.8μm处光纤的最低损耗为2.63dB/m。     

利用自相位调制效应测量微结构光纤的非线性系数

报道了利用光纤中的自相位调制(SPM)效应对微结构光纤的非线性系数进行测量的实验.实验中采用半导体激光器作为脉冲光源,输出宽度为1.6 ps的双曲正割型脉冲,经掺铒光纤放大器(EDFA)放大后进入80 m的色散平坦微结构光纤,由于自相位调制效应,出射光谱得到展宽.通过测量输入微结构光纤的脉冲峰值功率和输出光谱,可以计算得到微结构光纤的非线性系数.该测量方法简单、准确,实验测量值与光纤的标称值误差小于1%.     

微结构光子晶体光纤中的TE模传输

通过光子能带带隙和传输模式的数值模拟分析,研究了空芯和实芯微结构光子晶体光纤中,横电模TE作为基模传输的可能性,得出了TE模作为基模传输的基本条件为：只有当光纤包层第二禁带部分落在纤芯折射率分界线以上时,才能保证将光束缚在纤芯中传输,同时其传输的基模才是横电模TE;若在包层第一禁带,其传输的将是混合模HE11。     

基于拉曼光谱的微结构光纤丙酮传感检测研究

结合拉曼光谱特异性和微结构光纤所需样品体积 小(纳升量级)等优点,基于拉曼光谱法,利用三孔MOF作为传 感头,搭建了丙酮浓度传感系统。 丙酮溶液在毛细管吸附作用下进入到MOF的空气孔内, 在倏逝波激发下丙酮溶液产生拉曼信号,通过探测耦合回微结构光纤纤芯的拉曼 信号强度探测丙酮浓度。实验利用丙酮C-H键(2843cm－1)伸缩振动峰作为其特 征谱线,同时以水的H-O键(3371cm－1 )伸缩振动峰作为内标物组成相对强度,对 溶液中的丙酮含量进行测定。实验结果表明,当丙酮浓度从5%增加到50%时,丙 酮浓度与丙酮C-H键伸缩振动峰和水H-O键伸缩振动峰强度比值呈线性关系,二 者相关系数为0.98。本文系统也可以用于其它挥发性有机化合物的定 性和定量分析。     

高功率光纤激光器及其应用

掺镱双包层光纤激光器是国际上近年来发展的一种新型固体激光器,它具有光束质量好、体积紧凑、效率高等优点.介绍了高功率掺镱双包层光纤激光器的原理特点、发展现状及其应用前景.可以预计这种新型激光器必将逐步取代传统激光器.     

双包层掺镱光纤的制备研究

根据高功率光纤激光器的性能要求,制备了内包层为D形的掺镱光纤,在波长为975nm、泵浦功率为98W的条件下,当光纤长度为22m时实现了62W的激光功率输出,其斜率效率达到66％．     

光纤光栅的制作方法

介绍了各种周期性光栅的制作方法,包括纵向驻波干涉法、横向全息曝光法、点光源写入法、位相母板复制法,以及非周期性光纤光栅的制作方法,并分析比较了各种制作方法的优缺点。