980nm雙包層光子晶體光纖激光器

實(shí)驗(yàn)研究了基于摻y(tǒng)b多芯大模場(chǎng)面積光子晶體光纖的全正色散鎖模激光器.增益光纖的18個(gè)纖芯呈六角陣列排布,等效的模場(chǎng)直徑約為52μm.激光器基于σ腔結(jié)構(gòu),腔內(nèi)沒有色散補(bǔ)償元件,通過半導(dǎo)體可飽和吸收鏡實(shí)現(xiàn)鎖模的自啟動(dòng).實(shí)驗(yàn)獲得了平均功率為3.3w,脈沖寬度為4.92ps,重復(fù)頻率為44.68mhz的鎖模脈沖輸出,對(duì)應(yīng)的單脈沖能量為74nj,脈沖經(jīng)腔外光柵對(duì)壓縮為780fs.

光子晶體光纖以其靈活的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和高非線性、平坦色散、高雙折射等獨(dú)特光學(xué)特性吸引了越來越多的關(guān)注。簡(jiǎn)單介紹了光子晶體光纖的分類,導(dǎo)光機(jī)理,詳細(xì)討論了其相關(guān)光學(xué)特性,最后介紹了光子晶體光纖的研究進(jìn)展。

利用785nm激光二極管作為泵浦源,對(duì)長(zhǎng)度為4.5m,纖芯直徑為20μm,內(nèi)包層截面為d形的摻銩雙包層光纖進(jìn)行可調(diào)諧實(shí)驗(yàn)研究.通過使用閃耀光柵作為選頻元件,利用后向littrow結(jié)構(gòu),獲得波長(zhǎng)在2μm附近最大105nm范圍內(nèi)的可調(diào)諧輸出,且在可調(diào)諧范圍內(nèi),各激光光譜線寬均約2.2nm.結(jié)果表明,可調(diào)諧波長(zhǎng)范圍除與光纖熒光譜有關(guān)外,還與閃耀光柵特性參數(shù)直接相關(guān).

采用高功率975nm多模半導(dǎo)體激光器(ld)作為抽運(yùn)源,以大模場(chǎng)摻y(tǒng)b3+雙包層光纖(ydcf)作為激光增益介質(zhì),運(yùn)用能夠承受較高功率運(yùn)行的利特羅(littrow)光柵外腔調(diào)諧結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了寬帶可調(diào)諧激光輸出。實(shí)驗(yàn)中,雙包層光纖采用最優(yōu)光纖長(zhǎng)度14m,光柵經(jīng)仔細(xì)調(diào)整后有效入纖反饋效率約20%,當(dāng)入纖抽運(yùn)功率約1.3w時(shí),激光器達(dá)到閾值并開始振蕩。通過連續(xù)旋轉(zhuǎn)光柵,激光輸出波長(zhǎng)能在1046~1121nm之間實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧,可調(diào)范圍達(dá)75nm。當(dāng)入纖抽運(yùn)功率為48w時(shí),在1089nm波長(zhǎng)處獲得最大輸出功率23.7w,相應(yīng)斜率效率為53%。最后,基于數(shù)值模擬簡(jiǎn)單地分析了激光輸出特性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果基本保持一致。

光子晶體光纖獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)模機(jī)制使它具有其他普通光纖無法比擬應(yīng)用前景。本文對(duì)晶體光纖的定義、分類、特性和目前的研究情況做了詳細(xì)的分析。

百瓦級(jí)摻鐿雙包層光纖激光器

上海磐川光電科技有限公司 光纖激光器（帶尾纖激光器） 產(chǎn)品說明書 光纖激光器（尾纖激光器）型號(hào)：pl-6598fibr 專業(yè)術(shù)語：光纖激光器 俗稱：帶尾纖激光器,尾纖激光模組,通訊光纖激光頭 產(chǎn)品特點(diǎn)：*半導(dǎo)體激光管芯； *智能調(diào)制電路； *高效透過率光學(xué)系統(tǒng)； *低功耗，高效能光功率輸出； *光斑模式tem； 應(yīng)用領(lǐng)域：光纖通訊，特殊環(huán)境下工業(yè)標(biāo)線定位，防偽檢測(cè)，機(jī)械、石材切割金屬鋸 床、smt/電路板的對(duì)刀、標(biāo)線、定位、對(duì)齊等 技術(shù)參數(shù)：型號(hào)：pl-6598fibr 波長(zhǎng)635nm-1550nm激勵(lì)方式電激勵(lì) 輸出功率5-200mw光斑模式圓點(diǎn)狀 運(yùn)行方式連續(xù)工作激光器供電電壓dc3-5v 工作電流20-300ma光學(xué)透鏡光學(xué)鍍膜玻璃透鏡 光束發(fā)散度0.1~1mrad光斑模式tem 直線度≥1/5000線寬≤1.0mm/

基于衍射理論推導(dǎo)出多芯雙包層光纖激光器的遠(yuǎn)場(chǎng)相干光光強(qiáng)理論模型,并在此基礎(chǔ)之上,系統(tǒng)地分析比較了纖芯不同排布方式的合束效果,重點(diǎn)研究了纖芯的單層圓環(huán)排布、多層圓環(huán)排布、方形排布、正六邊形堆積排布4種方案的合束效果,及在一定纖芯排布下纖芯直徑、纖芯軸間距、出射平面與衍射平面間距離、波長(zhǎng)對(duì)合束效果的影響。研究發(fā)現(xiàn):在纖芯數(shù)目一定的情況下,單層圓環(huán)排布的合束效果最優(yōu),其次是方陣排布;纖芯數(shù)目越多,截面利用率越高,可獲得更大合束最大光強(qiáng);方陣排布方式及正六邊形堆積排布方式可有效提高截面利用率;增大纖芯直徑,減小纖芯軸間距、減小出射平面與衍射平面間的距離、減小波長(zhǎng)可以獲得更好的合束效果。

介紹該課題組近兩年在光子晶體光纖超連續(xù)譜方面的主要研究成果,包括基于連續(xù)波泵浦研制全光纖化超連續(xù)譜源,利用級(jí)聯(lián)一段高非線性正常色散光纖,通過光纖的受激拉曼散射效應(yīng)實(shí)現(xiàn)超連續(xù)譜的平坦化;基于皮秒鎖模光纖激光器實(shí)現(xiàn)全光纖化5w輸出超連續(xù)譜源;拉制一段145m的錐形光子晶體光纖,利用自制的納秒光纖激光器與錐形光子晶體光纖熔接,制備輸出功率2.2w的寬帶超連續(xù)譜源;利用自制的網(wǎng)狀光子晶體光纖和全固態(tài)光子帶隙光纖,分別研究亞微米薄壁上偏振相關(guān)的超連續(xù)譜產(chǎn)生,以及基于四波混頻效應(yīng)產(chǎn)生的超連續(xù)譜.

光子晶體光纖模擬.

基于有限元法分析了光子晶體光纖模場(chǎng)半徑,為了提高計(jì)算速度,提出了一種工作波長(zhǎng)為1.55μm時(shí),光子晶體光纖模場(chǎng)半徑的快速估算方法,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光子晶體光纖熔接損耗的快速估算。分析表明,本文提出的方法能夠準(zhǔn)確快速的實(shí)現(xiàn)光子晶體光纖熔接損耗的估算。

介紹了光纖陀螺在實(shí)際應(yīng)用過程中的環(huán)境適應(yīng)性問題,并從光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā),總結(jié)了光子晶體光纖的獨(dú)特應(yīng)用優(yōu)勢(shì),指出將光子晶體光纖應(yīng)用于光纖陀螺中可很好地解決溫度、磁和輻射敏感等問題。通過實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證了實(shí)心保偏光子晶體光纖的損耗、模式特性,以及溫度、磁場(chǎng)和核輻射對(duì)此種光纖的影響。同時(shí),研究開發(fā)了它與傳統(tǒng)保偏光纖的熔接對(duì)軸技術(shù),熔接點(diǎn)損耗和偏振串音達(dá)到0.7db和-25db。在此基礎(chǔ)上,研制出光子晶體光纖陀螺樣機(jī),陀螺零漂達(dá)到0.09(°)/h。研究和對(duì)比表明:在光纖陀螺中用光子晶體光纖代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光纖,在減小溫度、輻射、磁場(chǎng)的影響和進(jìn)一步提高光纖陀螺性能方面具備很大的潛力。

為了抑制通信系統(tǒng)中脈沖的展寬,根據(jù)色散補(bǔ)償理論,提出了一種由單一石英材料制成的雙層芯光子晶體光纖(dccpcf).該光纖的色散值在1.55μm處可達(dá)到-6000ps/(nm·km).理論分析表明,在傳輸過程中內(nèi)芯基模和外芯缺陷模以相位匹配波長(zhǎng)為臨界狀態(tài),在內(nèi)芯與外芯之間相互交替?zhèn)鬏?并在匹配波長(zhǎng)處因模式發(fā)生強(qiáng)烈耦合而引起折射率產(chǎn)生大幅度波動(dòng).通過對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)d1、d2變化的情況下色散曲線的擾動(dòng)情況進(jìn)行分析,可為實(shí)際制備工作提供一定的理論指導(dǎo).

光子晶體光纖是一種包層由空氣孔-石英沿軸向方向周期排列所構(gòu)成的新型光纖。光子晶體光纖特殊的結(jié)構(gòu)分布和特性,使其在降低光學(xué)噪聲、陀螺尺寸、溫度敏感性,提高陀螺精度和抗核輻射等方面,具有傳統(tǒng)光纖光纖陀螺不可比擬的優(yōu)越性。本文綜述了光子晶體光纖的概念、在光纖陀螺方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),以及其在光纖陀螺應(yīng)用方面的研究進(jìn)展和前景。

先簡(jiǎn)單介紹光子晶體光纖相對(duì)于普通光纖的特點(diǎn),然后重點(diǎn)闡述光子晶體光纖在量子信息上應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。與其它方法,如基于非線性晶體自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換方法相比,利用光子晶體光纖能更有效地產(chǎn)生糾纏光子,并能與現(xiàn)有光纖傳輸系統(tǒng)良好兼容,從而表現(xiàn)出其在量子信息領(lǐng)域內(nèi)的優(yōu)越性及巨大的應(yīng)用潛力。最后簡(jiǎn)要展望了光子晶體光纖在量子信息領(lǐng)域內(nèi)的前景。

采用全矢量有限元方法和完美匹配層條件,研究了一種在光纖包層中引入矩形孔的光子晶體光纖,提出一種實(shí)現(xiàn)高雙折射光子晶體光纖的方法.模擬結(jié)果表明矩形孔光子晶體光纖具有橢圓孔光子晶體光纖類似的高雙折射特性,其雙折射高達(dá)0.01的量級(jí),兩種光子晶體光纖的模場(chǎng)、雙折射、約束損耗等特性基本類似.

光子晶體光纖(pcf),是在1987年提出的光子晶體概念基礎(chǔ)上,由1995年開始付諸實(shí)現(xiàn)的光纖。光子晶體光纖是一種新型光纖,其結(jié)構(gòu)和導(dǎo)光機(jī)理都與普通光纖不同,呈現(xiàn)出許多在傳統(tǒng)光纖中難以實(shí)現(xiàn)的特性,并因此受到廣泛關(guān)注。在光子晶體光

采用毛細(xì)玻璃管拼接并拉絲的方法試制成功光子晶體光纖樣品,它由石英纖芯和周圍呈六角形分布的兩圈氣孔組成,氣孔直徑4μm,間距17μm,芯區(qū)直徑30μm。理論模擬和光學(xué)實(shí)驗(yàn)均證實(shí)此光纖在6328nm以上的波長(zhǎng)范圍內(nèi)為單模光纖

為了設(shè)計(jì)最優(yōu)光纖耦合系統(tǒng),利用高斯模場(chǎng)近似單模階躍光纖的模場(chǎng)和大模面積光子晶體光纖的模場(chǎng),推導(dǎo)出了理想情況下空間激光與這兩種光纖的耦合效率解析表達(dá)式以及光纖端面相對(duì)于耦合系統(tǒng)存在橫向偏移和端面傾斜時(shí)的耦合效率解析表達(dá)式?；谏鲜隼碚摫磉_(dá)式計(jì)算了空間激光與光纖的耦合效率,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了此理論表達(dá)式的有效性。理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)均證實(shí)了單模階躍光纖對(duì)于橫向偏移更敏感,當(dāng)橫向偏移量等于單模光纖的纖芯半徑時(shí)所對(duì)應(yīng)的耦合效率只有20.25%,為理論最大值的1/4;而大模面積光子晶體光纖對(duì)于端面傾斜更加敏感,當(dāng)端面傾斜2°時(shí)對(duì)應(yīng)的耦合效率只有40.5%,為理論最大值的1/2。所提出理論表達(dá)式和實(shí)驗(yàn)方法完全可以為設(shè)計(jì)光纖耦合系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的參數(shù)。

通過分析非對(duì)稱雙芯光子晶體光纖耦合理論,提出了一種非對(duì)稱雙芯光子晶體光纖耦合器。理論分析顯示,該耦合器的耦合比在一個(gè)較寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)變化較小,具有波長(zhǎng)響應(yīng)平坦特性。通過有限元法模擬分析了該耦合器兩芯間空氣孔的尺寸以及光的偏振對(duì)其耦合特性的影響,結(jié)果表明,該非對(duì)稱光子晶體光纖耦合器在1.3~1.8μm的波長(zhǎng)范圍內(nèi),其50%耦合比變化在±4%以內(nèi),具有較好的波長(zhǎng)平坦耦合響應(yīng)特性,適合光纖通信等領(lǐng)域?qū)拵я詈掀鞯男枨蟆?/p>

利用有限差分光束傳輸法分析了全光纖纖芯變形光子晶體光纖中的模場(chǎng)分布以及能量損耗情況.實(shí)現(xiàn)了光子晶體光纖的選擇性空氣孔塌縮,制作了由小纖芯到大纖芯和圓形芯到矩形芯的纖芯變形光子晶體光纖,該光纖在波長(zhǎng)1550nm下以小于0.05db的能量損耗實(shí)現(xiàn)了光斑的整形.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果有很好的一致性.

利用全固光子帶隙光纖(all-solidphotonicbandgapfiber,as-pbgf),以及光纖光柵對(duì)組成諧振腔強(qiáng)制選頻,得到輸出波長(zhǎng)為1126nm、輸出功率為1.81mw的全光纖化摻鐿光纖移頻激光器.as-pb-gf的禁帶介于1030～1124nm,恰好可壓制摻鐿光纖的常規(guī)強(qiáng)增益波段.介于禁帶范圍的放大自發(fā)輻射得到很好壓制,輸出激光高于殘余輻射近50db.