高非线性光纤及其应用

介绍了各种高非线性光纤的原理，并对其在超连续（SC）脉冲的产生和波长变换上的应用作了讨论。     

光子晶体与单模光纤熔接对超连续谱展宽的影响

针对光子晶体光纤之间直接熔接损耗较大的问题.文中采用纳秒激光器作为泵浦源,通过光子晶体光纤与单模光纤HI-1060低损耗熔接的方法,研究了超连续谱的展宽过程,分析了超连续谱的产生机理.实验结果表明：泵浦源在重复频率为150kHz、泵浦功率为2.2W时,利用20m的光子晶体光纤与1m的单模光纤的熔接实现了输出功率为0.48W、光谱范围超过1100nm的超连续谱输出.     

Photonic crystal fibers for supercontinuum generation

Photonic crystal fibers (PCFs) present a wavelength-scale periodic microstructure along their length.Their core and two-dimensional photonic crystal might be based on varied geometries and materials,al...     

基于夹层氮化硅波导的可见-中红外超连续谱特性研究

提出一种低厚度氮化硅-蓝宝石-氮化硅夹层波导结构。利用其色散波辐射现象和中红外相位匹配条件,结合波导脉冲传输模型,讨论了夹层波导不同物理尺寸对相位匹配点和光谱展宽的影响,数值模拟获得了0.5~4 μm的超连续谱展宽,并且在-40 dB水平下具有更远中红外色散波产生。通过该模型,详细解释了非线性波导脉冲传输的潜在机制。理论模型分析表明,通过优化氮化硅及蓝宝石夹层的物理尺寸,进而改变相位匹配条件,可以在较宽的波长范围内控制色散波的位置。     

光子晶体光纤中飞秒激光脉冲传输的研究

为更精细地描绘飞秒光脉冲在光子晶体光纤中的传输和演化,在用分步傅里叶方法求解广义非线性薛定谔方程的基础上,详细考虑光纤参数随脉冲峰值频移的变化,模拟了飞秒光脉冲在光子晶体光纤中传输和演化的过程。研究发现,光纤色散和强非线性对飞秒脉冲在光子晶体光纤中传输、演化以及超连续谱的展宽有很大影响。     

10 GHz再生锁模光纤激光器获得光纤超连续谱的研究

报道了利用10GHz再生锁模光纤环形激光器（RML-FRL）获得波长在1528～1563nm连续可调、脉宽为4．6～5．8ps的短脉冲输出作为高稳定的光纤超连续（SC）谱泵浦源。对RML-FRL输出的脉冲直接放大泵浦4．5km色散位移光纤（DSF）,得到20dB带宽46．08nm的SC谱输出,经阵列波导光栅（AWG）谱切片后,得到间隔100GHz、中心波长符合ITUT标准的30信道输出,脉宽在6．5～7．8ps,示波器显示任意信道的抖动均值小于1．4ps。     

超快激光在纳米溶液中的超连续光丝光谱技术

为了产生宽谱带超连续白光光谱,将飞秒激光聚焦到纳米溶液中形成光丝,最终产生出400～950 nm的超连续白光光谱。采用集成CCD的显微镜装置对伴随光丝的气泡进行拍摄,并研究了气泡定向运动的规律。计算表明,气泡的运动速度可以达到0.16 m/s,这表明水流也可以达到相应的速度。这种由光丝导致的高速水流,可对微流控技术的研究起到积极的作用。     

小芯径折射率引导型光子晶体光纤的制备和研究

介绍一种小芯径折射率引导型光子晶体光纤(PCF)的拉制方法.制备出的光纤纤芯周围第一层空气孔发生形变,呈柚子形,其芯径为1.7μm,孔间距A和空气孔直径d分别为3.4 μm和2.8μm.由于光纤结构的特殊性,采用有限元法在200～1600 nm波段对其基模有效折射率、色散系数、有效模场面积以及非线性系数进行了数值模拟计算.经过理论计算,这种光纤在所研究的波段具有极高的非线性系数且表现为反常色散,这些特性十分有利于超连续谱的产生.在测量了光纤的损耗、色散等基本特性后,选取损耗较小凡位于光纤反常色散区域,中心波长为800 nm的飞秒激光作为光源,将不同功率的超短激光脉冲耦合入光纤,对这种小芯径折射率引导型光子晶体光纤产生超连续谱的过程进行了测量和分析.     

光子晶体光纤中非线性传输的数值分析

利用数值方法求解了广义非线性薛定谔方程，模拟了飞秒激光脉冲在具有不同色散特性的光子晶体光纤（PCF）中非线性传输和超连续光谱的产生过程，分析了在反常色散区和正常色散区飞秒激光脉冲的非线性展宽机制，详细讨论了脉冲内拉曼散射（ISRS）、自陡峭（SS）效应以及高阶色散对超连续光谱产生的影响。分析结果表明．无论在光子晶体光纤的反常色散区、正常色散区还是在光纤的零色散点，脉冲内拉曼散射效应对长波波段的光谱展宽都具有重要的作用。讨论了高阶色散尤其是三阶色散对超连续光谱中反斯托克斯波的显著影响，合理地选择色散曲线，能够得到更宽更平坦的超连续光谱，表明了光子晶体光纤的可控色散特性的重要应用价值。     

用于去除非共振背景的圆偏振宽带CARS光谱研究

相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)是一种受激拉曼现象,在显微成像时,存在非共振背景,会导致光谱产生峰位偏移和谱线变形。本文利用飞秒激光作为光源,通过光栅滤波系统产生窄带泵浦光,飞秒激光激发光子晶体光纤产生超连续谱作为斯托克斯光,两束光被调制为圆偏振光后同时激发样品产生CARS光谱。通过模拟计算说明圆偏振光可以有效去除各向异性材料CARS光谱中的非共振背景,从而使CARS光谱具有和自发拉曼相似的谱线形状。聚苯乙烯微球和液晶样品的CARS光谱实验结果与模拟计算基本相符,说明圆偏振是一种有效去除CARS光谱非共振背景的方法。