掺杂PbS量子点的光子晶体光纤的实验研究
发布时间：2020-12-07 05:50
光子晶体光纤（Photonic crystal fiber,PCFs）由于具有普通单模光纤不具备的独特的性质（如无截止波长的单模传输、良好的色散特性等）,近年来引起了人们的极大关注。半导体纳米晶体量子点（Quantum dots,QDs）由于其量子产率高、吸收-辐射光峰值波长以及工作波带可调等特点,近年来也被人广泛研究。利用PCFs独特的光学性质,采用量子点灌装方式,制备量子点掺杂的光子晶体光纤,研究其光学传输特性,从而为研制新型或性质独特的光纤器件提供依据,这是一个之前没有人开展,同时又很有意义的课题。本文实验首次制备了导光波带位于近红外、PbS量子点掺杂的光子晶体光纤（QD-PCF）。对QD-PCF在近红外14001650 nm的荧光传输损耗,光致荧光（PL）光谱问题,带隙等问题进行了实验研究。实验测量了QD-PCF对980 nm抽运光和1550 nm信号光的吸收。在980 nm激光激励下,测量了QD-PCF的PL光谱,确定了中心波长1550 nm处PL光强最强时的量子点掺杂浓度和光纤长度,发现其PL光强远大于普通单纤芯掺杂的量子点光纤（QDF）。实验发现QD...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TIR型光子晶体光纤示意图
图 1-1 TIR 型光子晶体光纤示意图ig. 1-1. Diagram of TIR photonic crystal fiber纤端面示意图如图 1-2 所示。其包层结气孔和硅介质构成的二维光子晶体结构。由于纤芯是空气，其折射率小于包层芯内传播，因此不能用 TIR 型光子晶体纤。这是因为，构成包层的二维光子晶从而形成光子禁带，光波无法在此区域在这一区域造成了一处缺陷，不能在光。
图 1-3 透射式量子点温度传感器光路结构图[29]ig. 1-3. Optical path structure of transmitting QD-doped temperature sensor子点光纤放大器量子点的生产过程中，可通过温度，时间等因素控制量子点的粒收峰和辐射峰的波长以及辐射谱的半峰全宽的目标，因此掺量子纤放大器具有十分诱人的前景，它可以有目的的直接人工合成，自然界中极少存在，也不受限稀土离子的天然能级结构缺陷，因大器（QDFA）对于未来的通信发展有可能会取代掺稀土离子光纤光纤放大器的主力。胡等[35]实验实现了一种以 PbSe 量子点作为增纤放大器，实验装置如图 1-2 所示，信号光通过 ISO 后，和 980 n 中耦合，经过图 1-4 连接点 A 进入 QDF 中。QDF 为增益光纤， 产生受激辐射得到了放大，经过 B 点（图 1-2）输出信号光。QD为 1310 nm、1250~1370 nm 宽带区实现了信号光的放大。实测表明增益、平坦带宽以及噪声等关键技术指标均优于传统的 EDFA。
【参考文献】：
期刊论文
[1]近红外S-C-L超宽波带低噪声PbS量子点掺杂光纤放大器[J]. 程成,吴昌斌. 光学学报. 2018(10)
[2]室温下表面极化效应对量子点带隙和吸收峰波长的影响[J]. 程成,王国栋,程潇羽. 物理学报. 2017(13)
[3]基于CdSe/ZnS核壳量子点薄膜的荧光温度传感器[J]. 陈中师,王河林,隋成华,魏高尧,耿琰. 发光学报. 2014(10)
[4]水相中CdSe与核／壳CdSe／CdS量子点的制备与发光特性研究[J]. 唐爱伟,滕枫,高银浩,梁春军,王永生. 无机材料学报. 2006(02)
[5]光子晶体光纤非线性光学研究新进展[J]. 王清月,胡明列,柴路. 中国激光. 2006(01)
[6]空心光子晶体光纤[J]. 朱洪涛,楼祺洪,董景星,魏运荣. 光学与光电技术. 2004(05)
[7]超声电化学制备PbSe纳米枝晶[J]. 姜立萍,张剑荣,王骏,朱俊杰. 无机化学学报. 2002(11)
[8]等效介质理论在光子晶体平面波展开分析方法中的应用[J]. 沈林放,何赛灵,吴良. 物理学报. 2002(05)
博士论文
[1]光子晶体光纤特性研究与计算[D]. 闫海峰.北京邮电大学 2017
[2]基于新型光子晶体光纤谐振式陀螺技术研究[D]. 王振鹏.哈尔滨工程大学 2018
[3]锗硅低维量子结构制备研究[D]. 张磊.浙江大学 2011
硕士论文
[1]光子晶体光纤传输特性及其在光通信中的应用研究[D]. 黄玉纯.电子科技大学 2015
[2]光子带隙型光子晶体光纤及其应用的研究[D]. 戴娟.北京邮电大学 2009
本文编号：2902746
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TIR型光子晶体光纤示意图
图 1-1 TIR 型光子晶体光纤示意图ig. 1-1. Diagram of TIR photonic crystal fiber纤端面示意图如图 1-2 所示。其包层结气孔和硅介质构成的二维光子晶体结构。由于纤芯是空气，其折射率小于包层芯内传播，因此不能用 TIR 型光子晶体纤。这是因为，构成包层的二维光子晶从而形成光子禁带，光波无法在此区域在这一区域造成了一处缺陷，不能在光。
图 1-3 透射式量子点温度传感器光路结构图[29]ig. 1-3. Optical path structure of transmitting QD-doped temperature sensor子点光纤放大器量子点的生产过程中，可通过温度，时间等因素控制量子点的粒收峰和辐射峰的波长以及辐射谱的半峰全宽的目标，因此掺量子纤放大器具有十分诱人的前景，它可以有目的的直接人工合成，自然界中极少存在，也不受限稀土离子的天然能级结构缺陷，因大器（QDFA）对于未来的通信发展有可能会取代掺稀土离子光纤光纤放大器的主力。胡等[35]实验实现了一种以 PbSe 量子点作为增纤放大器，实验装置如图 1-2 所示，信号光通过 ISO 后，和 980 n 中耦合，经过图 1-4 连接点 A 进入 QDF 中。QDF 为增益光纤， 产生受激辐射得到了放大，经过 B 点（图 1-2）输出信号光。QD为 1310 nm、1250~1370 nm 宽带区实现了信号光的放大。实测表明增益、平坦带宽以及噪声等关键技术指标均优于传统的 EDFA。
【参考文献】：
期刊论文
[1]近红外S-C-L超宽波带低噪声PbS量子点掺杂光纤放大器[J]. 程成,吴昌斌. 光学学报. 2018(10)
[2]室温下表面极化效应对量子点带隙和吸收峰波长的影响[J]. 程成,王国栋,程潇羽. 物理学报. 2017(13)
[3]基于CdSe/ZnS核壳量子点薄膜的荧光温度传感器[J]. 陈中师,王河林,隋成华,魏高尧,耿琰. 发光学报. 2014(10)
[4]水相中CdSe与核／壳CdSe／CdS量子点的制备与发光特性研究[J]. 唐爱伟,滕枫,高银浩,梁春军,王永生. 无机材料学报. 2006(02)
[5]光子晶体光纤非线性光学研究新进展[J]. 王清月,胡明列,柴路. 中国激光. 2006(01)
[6]空心光子晶体光纤[J]. 朱洪涛,楼祺洪,董景星,魏运荣. 光学与光电技术. 2004(05)
[7]超声电化学制备PbSe纳米枝晶[J]. 姜立萍,张剑荣,王骏,朱俊杰. 无机化学学报. 2002(11)
[8]等效介质理论在光子晶体平面波展开分析方法中的应用[J]. 沈林放,何赛灵,吴良. 物理学报. 2002(05)
博士论文
[1]光子晶体光纤特性研究与计算[D]. 闫海峰.北京邮电大学 2017
[2]基于新型光子晶体光纤谐振式陀螺技术研究[D]. 王振鹏.哈尔滨工程大学 2018
[3]锗硅低维量子结构制备研究[D]. 张磊.浙江大学 2011
硕士论文
[1]光子晶体光纤传输特性及其在光通信中的应用研究[D]. 黄玉纯.电子科技大学 2015
[2]光子带隙型光子晶体光纤及其应用的研究[D]. 戴娟.北京邮电大学 2009
本文编号：2902746
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