小芯径硫系玻璃光纤的制备及其非线性光学应用

通过动态蒸馏提纯技术制备了高纯Ge-As-Se和Ge-As-S硫系玻璃。采用两步棒管法拉制了以Ge-As-Se玻璃为纤芯、Ge-As-S玻璃为包层的小芯径阶跃折射率光纤, 并使用飞秒激光抽运光纤测试了超连续谱的产生。以Al 和GaCl₃分别作为除氧剂和C/H纯化剂可以有效消除玻璃中的C、H和O杂质。制备的GeAsSe/GeAsS光纤在2~9 μm波段表现出优异的传输性能, 光纤数值孔径约为1.3; 采用重复频率为10.5 MHz、脉冲宽度为320 fs、中心波长为4.0 μm、峰值功率为4.6 kW激光抽运长度为22 cm、芯径为6 μm的光纤, 获得了覆盖1.9~8.2 μm、光谱平坦度为±10 dB、平均功率为4.5 mW的超连续谱。     

掺Pr^3＋硫（卤）系玻璃1.3μm光纤放大器

介绍了稀土掺杂光纤放大器的发展，总结了用于１．３μｍ光纤放大器的几种重要的硫系统质玻璃，阐述了接Ｐｒ＾３＋硫（卤）系玻璃１．３μｍ光纤放大器的光学性质并分析了－ＯＨ等杂质对其性能的影响。     

非线性Ge-As-Se硫系光纤

平均配位数为2.45~2.50的Ge-As-Se硫系玻璃具有优异的红外透光性能、较高的三阶光学非线性和极低的光致折射率变化效应,是较理想的红外光学非线性材料。采用动态蒸馏技术制备了高纯GeAs-Se玻璃,采用棒管法拉制了芯包结构的光纤。光纤在2~8μm传输性能良好,背景损耗约1dB/m,杂质对应的峰值损耗约6dB/m。     

硫系Ge-As-S玻璃和薄膜的特性

用差热分析，X射线衍射分析和透射光谱分析等手段研究了硫系Ge-As-S玻璃和薄膜的性能，结果表明，Ce-As-S体系的成玻能力较强在空气中自然冷却就能成玻，其（Tg-Tc)/Tg值为0.127-0.289，经激光辐射后的Ge-As-S玻璃薄膜的透射光谱曲线向短波方向移动，且平移的大小随激光功率的增加而增加，薄膜的透射光谱线的平移表明激光辐射导致薄膜光致结构变化，利用电子束辐射极化，通过Maker条纹测试方法在Ge-As-S玻璃中观察到二次谐波。     

硫系锂离子导电玻璃及微晶玻璃的研究

硫系锂离子导电玻璃及微晶玻璃具有离子电导率高、成形简单、组成和性能在一定范围内连续可调、不可燃等特点,被视为实现全固态锂离子电池的理想电解质材料。综述了硫系锂离子导电玻璃及微晶玻璃的制备工艺、结构、导电性能以及在锂离子电池中的应用,最后指出了其发展趋势。     

低损耗As-S玻璃光纤的制备与应用研究

采用反复蒸馏提纯技术和开放式动态蒸馏相结合的工艺, 制备了高纯As-S玻璃, 基本消除了玻璃在2.9、4和6.3 μm处的杂质吸收。利用旋转法制备出壁厚均匀、表面质量优异的硫系玻璃套管。采用棒管法拉制出丝径50 μm, 芯径40 μm具有芯包结构的硫系玻璃光纤。拉制的As-S光纤机械性能和光学性能优异, 光纤丝径波动小于1%, 弯曲半径优于4 mm, 中红外波段损耗基线小于0.5 dB/m。制备出像元呈正方形排列, 出端规格64×9, 入端规格192×3, 用于线-面转换的红外传像束, 像束断丝率为2.7%。利用该异型传像束成功实现了长线阵的红外推扫成像。     

高非线性硫系玻璃的研究进展

综述了硫系玻璃的三阶和二阶光学非线性性质的研究情况,分别介绍了其当前的研究进展,讨论和分析了各自主要的理论模型,并提出了二者进一步的发展方向,即通过采用稀土掺杂的方法利用双光子共振增强效应提高硫系玻璃的非线性折射率n2,以及利用电场/温度场极化与玻璃表面微晶化相结合的方法来获得大的二阶非线性极化率χ(2).     

硫系玻璃结构的RMC计算机模拟

以Ｘ射线衍射分析结果等为基础，用逆ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法研究Ｔｅ－Ａｓ－Ｇｅ硫系玻璃的结构，获得了直观而丰富的结构信息。     

单模光纤与多模光纤的比较研究

光纤通信技术是指把光波作为信息传输的载波,以光纤作为信息传输的媒介,将信息进行点对点发送的现代通信方式。光纤通信技术的诞生及深入发展是信息通信史上一次重要的改革。光纤通信技术从理论提出到工程领域的技术实现,再到今天高速光纤通信的实现,前后经历了几十年的时间。本文对光纤通信的发展以及单模光纤与多模光纤的特点进行了阐述。     

脉冲激光沉积法制备Ge-Se-Bi硫系玻璃薄膜的结构

采用脉冲激光沉积法制备了(GeSe2)100-x-Bix(x=0~12)硫系玻璃薄膜。测量了薄膜的光学透射谱、吸收谱和拉曼光谱。薄膜的光学短波吸收边对应于电子的间接带间跃迁,并由此计算出其光学带隙。拉曼光谱分析表明Bi含量的增加,减小了玻璃的平均键能,导致光学带隙由1.94 eV减小到1.11 eV。Tauc斜率由486 cm-1/2eV-1/2减小到178 cm-1/2eV-1/2。退火过程中的热漂白效应减小了玻璃的结构无序性,使得薄膜的光学带隙和Tauc斜率相应增大。     

Generation of Supercontinuum and Spectrum Broadening in Holey Fibers Subjected to Radiation from Continuous Femtosecond Visible and Infrared Lasers

Supercontinuum generation in holey fibers manufactured at the University of Bath (Great Britain) and at the Institute of Radioengineering and Electronics of the Russian Academy of Sciences is produced through use of a Ti:sapphire femtosecond laser. Broadening of the radiation spectrum of a Cr:forsterite femtosecond laser ( = 1250 nm) is observed in these fiber samples. The present study is part of a program intended for the creation of an optical femtosecond synthesizer stabilized relative to a methane optical frequency standard ( = 3390 nm).     

掺铒碲基单模光纤的制备及其放大自发辐射光谱

制备了一种新型的可应用于1．5μm通讯窗口宽带放大自发辐射光源的掺铒碲酸盐玻璃单模光纤（EDTF），并分析了其热学性质和光谱特性、该玻璃显示了良好的热稳定性（△T〉150℃）和匹配的热膨胀系数．采用自制EDTF短光纤，组装了超荧光单程反向结构光源（SPB），利用波长为980nm的半导体激光器抽运掺Er^3＋的碲酸盐短光纤，可在1450-1650nm范围获得宽带宽的铒离子放大自发辐射光谱（ASE）．研究了光纤长度，泵浦功率等对放大自发辐射光谱的影响．研究结果显示，该碲酸盐玻璃是一种适用于宽带放大自发辐射光源的基质材料．     

增材制造硫系玻璃光学元件的前景分析与探讨

硫系玻璃作为红外光学系统的基础材料,在夜视枪瞄、车载夜视、星际生命探测等高端红外光学领域应用前景十分广阔。硫系玻璃的优点是折射率温度系数低,可避免光学系统的热失焦,实现系统色差自校正,并保证成像质量;缺点是色散系数大,实际应用时需要将其加工成面形复杂的元件。现有元件加工技术难以满足高精度、多品种、小批量硫系玻璃光学元件的加工需要。增材制造是一种迅速发展的新型制造技术,适于复杂结构器件的个性化定制。将增材制造技术用于硫系玻璃光学元件制备,对于解决硫系玻璃发展中遇到的瓶颈问题,促进硫系玻璃的快速发展具有重要意义。重点探讨了增材制造技术用于制造硫系玻璃光学元件的可行性并分析未来发展前景。     

亚纳秒脉冲泵浦机制超短脉冲和超连续谱的产生

本文仿真研究了亚纳秒脉冲泵浦机制超短脉冲的产生和超连续谱的形成。首先,简要介绍了激光在非线性介质传输所满足的广义非线性薛定谔方程;然后,研究了分步傅里叶法时域步长的选取和空间步长高精度自适应变化的实现;最后,逐渐增加入射脉冲的峰值功率,仿真了超连续谱的形成。结果表明:亚皮秒量级的超短脉冲可以由亚纳秒脉冲经过调制不稳定性分裂产生,而与超短脉冲有关的高阶非线性效应(包括自陡效应、脉冲内拉曼散射效应、高阶孤子分解)最终导致了30 dB带宽从481 nm一直延伸到1 750 nm超连续谱的形成。     

Sb对GeSbxSe7-x硫系玻璃的结构和物性的影响

采用熔融-淬冷法制备了GeSb_xSe_7-x (x = 0.4、0.8、1.2、1.6、2.0)系列硫系玻璃, 并系统地研究了Sb对玻璃结构和物理性能的影响。拉曼光谱测试结果显示, 随着Sb含量增加, 玻璃结构逐渐从由Se链或Se环主导转变为由交联的SbSe_3/2三角锥结构单元和GeSe_4/2四面体结构单元主导, 玻璃网络交联程度增加。同时, 玻璃的转变温度、密度、弹性模量和折射率都随着Sb含量的增加而增大。透过光谱研究表明, 随着Sb逐渐替换Se原子, 光学带隙逐步减小。     

Supercontinuum generation in quantum wells facilitated by electromagnetically induced transparency

In this paper, employing numerical simulation, we examine the possibility of generation of optical supercontinuum (SC) in a multiple quantum well (MQW) system facilitated by electromagnetically induced transparency. Within the transparency window created by a control laser beam in a MQW, another probe pulse experiences negligible loss and large optical non-linearity that has been exploited to obtain the optical SC. With 1.0 pico-second ‘sech’ probe pulses of 500 W peak power at wavelength 739.7 nm, the numerically simulated SC spectrum at the end of the 9.377 μm long MQW extends from 550 to 1000 nm. The spectrum is asymmetric, contains large number of oscillations which is attributed to the nonlinearity induced self-phase modulation and modulation instability. This investigation may lead to the fabrication of on-chip SC sources that can be easily integrated with other semiconductor devices.     

Visible to mid-infrared supercontinuum generated in novel GeS2–Ga2S3–CsI step-index fibre

In this work, two kinds of GeS₂–Ga₂S₃–CsI chalcogenide glasses had been fabricated in conventional meltquenching method, and these glasses express excellent transmittance (0.52–10.5?µm), low refractive index difference, high Raman gain and good thermal stability against crystallization. We designed a highly nonlinear step-index fibre consisting of a 72GeS₂–18Ga₂S₃–10CsI core and a 73GeS₂–15Ga₂S₃–12CsI cladding with the zero dispersion wavelength in near-infrared (<1?µm), and theoretically analysed the optical and nonlinear characteristics of this fibre in detail. Substantial simulation results revealed that wide ultra-flat supercontinuum broadening from the visible to the mid-infrared range can be achieved by pumping this fibre at 1064?nm.     

温度自适应红外热成像系统用硫系玻璃表面镀膜的研究进展

硫系玻璃具有透过谱段范围宽、折射率温度系数低等优点,是新一代温度自适应红外热成像光学系统的核心元件材料,应用前景十分广阔。为了满足不同服役环境的使用需求,须通过表面镀膜方式提升硫系玻璃的透过率和力学性能。介绍了国内外硫系玻璃表面镀膜的研究进展,在前期研究的基础上,总结归纳目前硫系玻璃镀膜存在的问题,并对硫系玻璃表面镀膜未来的发展方向做出预测。