用于高功率飞秒光脉冲传输的单基模空心Bragg光纤
发布时间：2020-12-25 09:39
单基模空心Bragg光纤是一种新型的光子带隙导光光纤,具有独特的一维光子晶体包层结构。不同于传统光纤,单基模空心Bragg光纤具有单基模传输、低损耗、大带宽和色散可控的特性。在光通信,光纤传感以及飞秒脉冲传输领域中有着很大的应用潜力。本文针对高功率飞秒光脉冲很难在传统光纤中传输的情况,设计了一款用于高功率飞秒光脉冲传输的单基模空心Bragg光纤。首先基于传输矩阵法深入研究单基模空心Bragg光纤包层的带隙特性选择了制作光纤的材料,接着利用仿真软件FDTD Solutions分析了光纤各结构参数对传输模式的影响,并对传输特性进行了分析。经全带宽扫描可知,该款单基模空心Bragg光纤通过波导结构参量的合理设计,使得传输的带宽达100nm,传输损耗可低于2.3dB/Km,完全满足了 100fs光脉冲的传输要求。随后,通过在光纤包层中引入缺陷层的方法对单基模空心Bragg光纤的色散进行了优化,分析总结了基于包层缺陷层单基模空心Bragg光纤的色散调节技术,有效调控了该款光纤的色散,使单基模空心Bragg光纤在工作波长1.55μm处出现负色散,甚至是零色散。主要内容如下:1.基于传输矩阵法深入研...
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２空心Ｂｒａｇｇ光纤（左）和二维光子晶体光纤（右）的横截面??
晶体光纤的包层区是周期交替排布着的高低折射率介质层，典型代表为空心??Ｂｒａｇｇ光纤，而二维空心光子晶体光纤的包层区中周期密布着气孔。??图１－２空心Ｂｒａｇｇ光纤（左）和二维光子晶体光纤（右）的横截面??传统光纤的全反射导光机制使得传统光纤的纤芯局限为高折射率纤芯，而??光子晶体光纤的光子带隙导光机制使得纤芯可以是低折射率纤芯，甚至是空气??纤芯，因此可以实现高功率飞秒光脉冲的传输。相较于普通光纤，空心光子晶??体光纤具有许多新颖的特性，例如高功率传输特性，全向导波性、大带宽传输、??可控色散特性和低弯曲损耗特性等等［６６］，其打破了普通实心光纤无法超越的限??制，满足了飞秒光脉冲传输的各种必要条件，在飞秒光脉冲传输领域表现出了??诱人的应用前景。光子晶体光纤传输飞秒光脉冲可以降低飞秒脉冲加工系统的??２??
可在很宽波长范围内单基模低损耗工作，因此空心单基模??ｒａｇｇ在高功率飞秒光脉冲传输领域的应用潜力更佳。??．２飞秒光脉冲传输技术的研究现状??１９９５年以来飞秒光脉冲作为一种新兴激光开始应用于材料加工，利用飞秒??脉冲加工具有加工精度高，对材料没有限制性的优点，且加工过程中不产生??致结构损坏的冲击波，从而加工的材料组织中不会产生微裂纹，因此成为了??光加工制造领域的热门技术［１５］。２０１６年，中科院上海光机所强激光物理实验??利用飞秒光脉冲激光结合超声处理使得钛金属表面出现超疏水特性［１６］。２０１７??，吉林大学电子科学与工程学院利用飞秒光脉冲激光精细加工蓝宝石表面使??其光学衍射超越了普通蓝宝石光学衍射的极限［１７］。从近几年的发展来看，利??飞秒光脉冲进行加工具有很大的研究价值和意义。??ｃｃ〇＼?ｍｍ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Bragg光纤包层制作误差对导模特性的影响[J]. 巩玲仙,田竹梅,王爱珍,付建梅,王春灿. 光学技术. 2017(05)
[2]飞秒激光加工蓝宝石超衍射纳米结构[J]. 高斯,王子涵,滑建冠,李乾坤,李爱武,于颜豪. 物理学报. 2017(14)
[3]绿光半导体激光器直接抽运的钛宝石飞秒脉冲[J]. 王向林,胡晓鸿,徐鹏,张伟,杨直,王屹山. 中国激光. 2017(07)
[4]飞秒激光前向转移诱导产生金属纳米结构薄膜[J]. 余佳,何书通,宋寰宇,王清月,胡明列. 中国激光. 2017(01)
[5]飞秒激光诱导超疏水钛表面微纳结构[J]. 泮怀海,王卓,范文中,王承伟,李虹瑾,柏锋,钱静,赵全忠. 中国激光. 2016(08)
[6]近红外光谱区光子晶体禁带与KTP缺陷研究（英文）[J]. 袁卫,张建奇,秦玉伟,冯洋. 红外与激光工程. 2016(01)
[7]Bragg reflection in a quantum periodic structure[J]. 陈月月,冯勋立,徐至展,刘呈普. Chinese Optics Letters. 2015(12)
[8]Bragg光纤与集成光子器件的耦合研究[J]. 于兵,陈晓晔,杨斐,孙小菡,葛俊祥. 光通信技术. 2015(11)
[9]ITO/Ag光子晶体薄膜的制备及性能[J]. 赵亚丽,马富花,江波,李克训,张青翠,魏学红. 光学精密工程. 2015(06)
[10]THz波在空芯Bragg光纤中的传输特性[J]. 张宝荣,李炳新. 光子学报. 2013(11)
博士论文
[1]飞秒激光脉冲时域空域整形及时空耦合特性研究[D]. 聂永名.国防科学技术大学 2012
硕士论文
[1]太阳光自动跟踪及空心Bragg光纤传输系统研究[D]. 陈强.南京邮电大学 2015
[2]反应中心内的电荷转移态与有机小分子光致异构化过程的超快光谱学研究[D]. 杨智勇.吉林大学 2013
[3]空芯光子晶体光纤的制备研究[D]. 程胜飞.华中科技大学 2012
[4]差频产生中红外飞秒激光脉冲的研究[D]. 吴晓丽.首都师范大学 2009
本文编号：2937397
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２空心Ｂｒａｇｇ光纤（左）和二维光子晶体光纤（右）的横截面??
晶体光纤的包层区是周期交替排布着的高低折射率介质层，典型代表为空心??Ｂｒａｇｇ光纤，而二维空心光子晶体光纤的包层区中周期密布着气孔。??图１－２空心Ｂｒａｇｇ光纤（左）和二维光子晶体光纤（右）的横截面??传统光纤的全反射导光机制使得传统光纤的纤芯局限为高折射率纤芯，而??光子晶体光纤的光子带隙导光机制使得纤芯可以是低折射率纤芯，甚至是空气??纤芯，因此可以实现高功率飞秒光脉冲的传输。相较于普通光纤，空心光子晶??体光纤具有许多新颖的特性，例如高功率传输特性，全向导波性、大带宽传输、??可控色散特性和低弯曲损耗特性等等［６６］，其打破了普通实心光纤无法超越的限??制，满足了飞秒光脉冲传输的各种必要条件，在飞秒光脉冲传输领域表现出了??诱人的应用前景。光子晶体光纤传输飞秒光脉冲可以降低飞秒脉冲加工系统的??２??
可在很宽波长范围内单基模低损耗工作，因此空心单基模??ｒａｇｇ在高功率飞秒光脉冲传输领域的应用潜力更佳。??．２飞秒光脉冲传输技术的研究现状??１９９５年以来飞秒光脉冲作为一种新兴激光开始应用于材料加工，利用飞秒??脉冲加工具有加工精度高，对材料没有限制性的优点，且加工过程中不产生??致结构损坏的冲击波，从而加工的材料组织中不会产生微裂纹，因此成为了??光加工制造领域的热门技术［１５］。２０１６年，中科院上海光机所强激光物理实验??利用飞秒光脉冲激光结合超声处理使得钛金属表面出现超疏水特性［１６］。２０１７??，吉林大学电子科学与工程学院利用飞秒光脉冲激光精细加工蓝宝石表面使??其光学衍射超越了普通蓝宝石光学衍射的极限［１７］。从近几年的发展来看，利??飞秒光脉冲进行加工具有很大的研究价值和意义。??ｃｃ〇＼?ｍｍ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Bragg光纤包层制作误差对导模特性的影响[J]. 巩玲仙,田竹梅,王爱珍,付建梅,王春灿. 光学技术. 2017(05)
[2]飞秒激光加工蓝宝石超衍射纳米结构[J]. 高斯,王子涵,滑建冠,李乾坤,李爱武,于颜豪. 物理学报. 2017(14)
[3]绿光半导体激光器直接抽运的钛宝石飞秒脉冲[J]. 王向林,胡晓鸿,徐鹏,张伟,杨直,王屹山. 中国激光. 2017(07)
[4]飞秒激光前向转移诱导产生金属纳米结构薄膜[J]. 余佳,何书通,宋寰宇,王清月,胡明列. 中国激光. 2017(01)
[5]飞秒激光诱导超疏水钛表面微纳结构[J]. 泮怀海,王卓,范文中,王承伟,李虹瑾,柏锋,钱静,赵全忠. 中国激光. 2016(08)
[6]近红外光谱区光子晶体禁带与KTP缺陷研究（英文）[J]. 袁卫,张建奇,秦玉伟,冯洋. 红外与激光工程. 2016(01)
[7]Bragg reflection in a quantum periodic structure[J]. 陈月月,冯勋立,徐至展,刘呈普. Chinese Optics Letters. 2015(12)
[8]Bragg光纤与集成光子器件的耦合研究[J]. 于兵,陈晓晔,杨斐,孙小菡,葛俊祥. 光通信技术. 2015(11)
[9]ITO/Ag光子晶体薄膜的制备及性能[J]. 赵亚丽,马富花,江波,李克训,张青翠,魏学红. 光学精密工程. 2015(06)
[10]THz波在空芯Bragg光纤中的传输特性[J]. 张宝荣,李炳新. 光子学报. 2013(11)
博士论文
[1]飞秒激光脉冲时域空域整形及时空耦合特性研究[D]. 聂永名.国防科学技术大学 2012
硕士论文
[1]太阳光自动跟踪及空心Bragg光纤传输系统研究[D]. 陈强.南京邮电大学 2015
[2]反应中心内的电荷转移态与有机小分子光致异构化过程的超快光谱学研究[D]. 杨智勇.吉林大学 2013
[3]空芯光子晶体光纤的制备研究[D]. 程胜飞.华中科技大学 2012
[4]差频产生中红外飞秒激光脉冲的研究[D]. 吴晓丽.首都师范大学 2009
本文编号：2937397
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