光子晶体光纤非线性光学研究新进展

光子晶体光纤(PCF),又称为多孔光纤(HF)或微结构光纤(MF),是一种单一介质,并由波长量级的空气孔构成微结构包层的新型光纤。光子晶体光纤呈现出许多在传统光纤中难以实现的特性,从1996年世界上制造出第一根光子晶体光纤以来,它便受到了广泛关注并成为近年来光学与光电子学研究的一个热点。介绍了光子晶体光纤的制作工艺、工作原理、基本特性、目前的研究重点和进展情况,重点评述了光子晶体光纤非线性光学方面的研究及其潜在的应用。     

光子晶体光纤的现状和发展

光子晶体光纤(PCFs)具有很多在传统光纤中无法实现的特性,成为近些年光学和光电子学的研究热点.对光子晶体光纤十几年的发展历史进行了简要的回顾,介绍了光子晶体光纤领域中的一些基本概念,光子晶体光纤的分类及光子晶体光纤的制备工艺.重点论述了光子晶体光纤的无限截止单模传输特性,可调节的色散特性,大模面积特性,高双折射特性和高非线性特性及其在非线性光学和光子晶体光纤激光器等方面的应用,并对发展前景进行了展望.     

单光子可为光学信息传输服务

据报道,管理光进行文本、音频和视频等计算机数据传送的设想,现在已随着可沿光纤引导的激光束成为可能。这些光波由数十亿光子组成,可携带信息并沿光纤传输,横跨各大洲。加拿大阿尔伯塔大学的研究团队试图利用单个光子,即光的基本构建块来改善信息的光学传输,这能够允许光学信息传输领域前所未有的应用。     

260μm芯径超大模场光子晶体光纤实现准单模传输

大模场光子晶体光纤的结构和设计具有很高的灵活性,能够通过调整其微结构来获得实现高能激光输出所需的有效模面积大等优良特性,使光纤激光器的性能显著改善。国内目前对于光子晶体光纤的研究主要集中在基础理论和基本性能的测试上。近年来,中国科学院上海光学精密机械研究所在光子晶体光纤的制备方面展开了探索性的研究,目前掺Yb3+石英光子晶体光纤已经实现了功率达到     

一种新型的光波导光学相控阵的特性研究

采用光纤作为传输链路,将光子晶体光纤作为系统的输出阵列,LiNbO3波导作为相位调制器,构建了一种基于光纤光路的光波导光学相控阵。根据光学相控阵理论和LiNbO3波导的电光效应,分析了系统的可行性, 并研究了这种新型结构下的光波导光学相控阵的输出衍射特性和光子晶体光纤阵列结构参数的关系。研究结果表明通过控制施加在LiNbO3波导上的电压可以改变出射光束的附加相位从而实现光束的偏转;光子晶体光纤阵列上的纤芯数量、纤芯间距以及纤芯的排列方式等结构参量会对系统的输出光束的光强分布、半峰值全宽度（FWHM）和归一化的振幅分布产生影响。随着光子晶体光纤制作工艺的不断发展,系统的光束扫描质量将会逐渐提高并且色散特性和传输特性将会获得改善,为今后这种光学相控阵系统的设计提供了理论基础和技术依据。     

聚合物光子晶体光纤

石英基光子晶体光纤是目前人们制造最多的光子晶体光纤,与传统结构的石英通信光纤相比具有许多优异性能,在众多领域,尤其是在短距离数据传输和色散补偿器件中有重要的应用。借鉴石英基光子晶体光纤而诞生的聚合物光子晶体光纤同时具有石英光子晶体光纤和传统聚合物光纤所无法比拟的光学性能,可以应用于现代光通信系统,尤其是光纤局域网建设中。简要介绍了石英光子晶体光纤的性能,重点阐述了诞生刚刚3年的聚合物光子晶体光纤的光学性能、制备技术、应用现状和潜力。     

高功率全光纤超连续谱激光技术进展

基于非线性光子晶体光纤(PCF)的超连续谱技术由于在频谱学、超短脉冲激光技术、频率计量及光学相干层析(OCT)等领域中的应用价值在国际上引起了广泛的研究兴趣。最近,中国科学院西安光学精密机械研究所基于高功率全光纤皮秒脉冲放大器系统和高非线性光子晶体光纤,实验上获得了平     

一种新结构光子晶体光纤的双折射特性研究

在普通正六边形光子晶体光纤的基础上,通过改变x轴方向空气孔的大小及分布构造了一种新结构的光子晶体光纤。利用多极法对该光子晶体基模的模场分布及双折射进行了数值计算,分析了光波长与结构参数对双折射的影响,同时对光子晶体光纤的色散特性进行了研究。结果表明,通过改变x轴方向空气孔的大小以及分布结构使光子晶体光纤比普通六边形结构光子晶体光纤的双折射率明显提高,并且具有较低的宽带反常色散,在光纤双折射效应的应用和光学器件的研制等方面具有独特的优势。     

“光子和光电子集成”专题征文通知北大核心

光子和光电子集成技术是古老的光学学科的新兴前沿领域,它一方面通过光纤联系常规应用,另一方面正逐步走向集成芯片的未来。光子和光电子集成技术重点研究建立在各种材料平台上的光波导和微纳器件及其集成,包括波导和器件的设计、加工工艺、材料、集成方法等等,核心目标是实现更小、更快、更强的微纳光学功能器件、模块或芯片。光子和光电子集成技术是未来高速计算机和量子计算机等的关键技术。     

高非线性硫系玻璃光子晶体光纤研究进展北大核心CSCD

近年来,硫系玻璃光子晶体光纤作为一种新型中红外光子晶体光纤备受关注。总结了基于硫系玻璃的光子晶体光纤的特性及研究现状,重点对其非线性光学效应及应用进行了分析,并介绍了提高及测量光纤非线性系数的方法。最后对其发展前景进行了展望。     

光子晶体光纤研究

光子晶体光纤以其灵活的结构设计和高非线性、平坦色散、高双折射等独特光学特性吸引了越来越多的关注.简单介绍了光子晶体光纤的分类,导光机理,详细讨论了其相关光学特性,最后介绍了光子晶体光纤的研究进展.     

纳米光子晶体光纤中的缺陷态与光孤子通信研究

在描述一维光子晶体结构中的光学传输特性基础上,提出二维纳米缺陷态的光子晶体光纤概念,讨论光子晶体中纳米缺陷的形成机制。得出用纳米缺陷态在光子晶体光纤中的强三阶光学非线性和极少损耗特性建立全新光孤子光通信系统的可能性。     

光子晶体光纤的研究新进展及其应用

光子晶体光纤由于具有传统光纤无法比拟的奇异特性,吸引了学术界和工业界的广泛注意,其研究在短短的十年内取得了很大的进展。本文阐述了光子晶体光纤的一些独特的光学性质、制作技术及其理论研究方法,介绍了关于它的最新成果,并展望其学术研究和应用前景。     

光子晶体光纤的导光原理、特性、应用及研究方向

与普通光纤相比，光子晶体光纤具有无休止单模传输、极大的色散、高双折射和极好的光学非线性等特性，因此近年来受到人们的广泛关注。简要介绍了光子晶体光纤的导光原理、特性、应用及研究方向。     

光子晶体光纤中局域包层模式的特性

局域包层模式是一种只在包层特定区域传导的模式,它的引入可极大增强光子晶体光纤对光波的调控功能。系统分析了光子晶体光纤中局域包层模式的形成机理与光学特性,阐述了局域包层模式与纤芯模式之间的耦合规律,并对包含局域包层模式的光子晶体光纤的潜在应用进行了展望。     

新世纪初的光子技术展望

光子技术是一门新兴的科学技术,它是继电子技术之后又一升级的技术。光子技术是以激光、红外、光纤等现代光子器件为基础,由光学精密机械、电子、微电子和计算机等结合的一门蓬勃发展的新技术。利用光子技术的装置具有更高速度、更大容量、     

双包层光子晶体光纤特性研究

通过对比双包层光子晶体光纤与聚合物双包层光纤的结构特性以及泵浦方法,得出双包层光子晶体光纤（DC-PCF）可以产生比聚合物双包层光纤大得多的数值孔径,但需要侧面泵浦和利用锥形多模光纤连接的PC-DCF不适合构建放大器的结论。研究表明,光子晶体光纤所具有的大数值孔径能有效地减少高功率放大器中的非线性光学效应。     

光子晶体光纤飞秒激光技术研究进展及其前沿应用

光子晶体光纤(PCF)呈现出许多在传统光纤中难以实现的特性:可灵活设计的色散特性、增强的光学非线性特性、在极宽谱带内单模传输特性和增强的双折射特性等,使其从一出现便受到了广泛关注并成为近年来光学与光电子学研究的一个热点,在飞秒激光技术中得到了广泛的应用并极大地提高了锁模光纤激光器的输出水平.尤其以掺增益介质的双包层光子晶体光纤为代表的新型光纤激光技术的出现极大地推动了飞秒激光技术的普及化.阐述了近年来基于光子晶体光纤的飞秒激光振荡器、放大器方面的研究进展及其前沿应用.     

掺镱大模场光子晶体光纤研究进展（特邀）

掺镱大模场光子晶体光纤在高峰值功率超快激光放大器中有着重要的应用价值,其研究得到了广泛关注。首先简要介绍了国内外掺镱大模场光子晶体光纤的研究进展,阐述了掺镱大模场光子晶体光纤的基本设计思路,对比说明了保偏型掺镱光子晶体光纤的设计制备方法。重点介绍了近十年来中国科学院上海光学精密机械研究所在掺镱大模场光子晶体光纤方面的研究进展。包括掺镱大模场光子晶体光纤的纤芯折射率大小和均匀性控制、光子晶体光纤微结构控制等关键技术。采用自主研制的四种芯径为40～100μm的掺镱大模场光子晶体光纤开展了皮秒脉冲激光放大实验。利用40μm芯径的保偏掺镱光子晶体光纤实现了平均功率为100 W、光束质量因子（M2）小于1.4的稳定输出,偏振消光比为12 dB。利用100μm芯径的保偏掺镱大模场光子晶体光纤实现了M2小于1.5的高光束质量脉冲放大。上述研究为掺镱大模场光子晶体光纤的国产化应用奠定了基础。     

布拉格光纤光传输特性研究

研究了布拉格光纤结构对光传输特性的影响。对等周期结构的径向分布、高低折射率径向包层分布和准周期径向分布等布拉格光纤结构建立了光子晶体光纤仿真软件,对光场振幅三维分布、轴向传输流分布以及径向包层数对传输特性的影响进行了计算机仿真研究,研究结果对布拉格光子晶体光纤的实际加工具有重要的参考意义。