硫系光纤光栅基质玻璃的光热稳定性研究

发布时间：2021-04-28 14:14

　　光纤光栅是一种高效的光无源器件,该器件是根据光纤材料的光敏特性在纤芯上建立的一种空间周期性折射率分布,可以用于改变或控制光在该区域的传播。因其体积小、灵敏度高、可进行分布式测量等优点,受到人们的广泛关注。自上世纪70年代第一根光纤光栅被成功制备,经过30多年的研究,以石英为基质的光纤光栅从理论设计、模拟分析到光纤光栅制备都获得了很大的突破,其在全光通信、激光及传感领域都承载着重要的应用。但因石英基质的光纤红外截止波长的限制,在极其重要的中红外波段无法应用。近年来,随着激光技术和材料科学的发展,中红外波段的光纤材料和器件引起人们极大的关注,尤其是硫系基质玻璃因其优良的红外光学特性,成为发展中红外光纤器件的理想选择。由于硫系玻璃本身在可见光区域的特殊光敏特性等,因此可通过可见波段连续激光进行制备。此外,也可基于飞秒激光的多光子吸收效应,利用近红外波段的飞秒激光进行光刻制备。目前,硫系玻璃光纤光栅已经成功制备被应用于光纤传感及光纤激光器中,但已报道的硫系光纤光栅主要集中在As2S3和As2Se3玻璃基质,但是其热学稳定性较差,激光损伤阈值也较低,难以应用到高温及高功率的激光系统中。因此,开发... 

【文章来源】：宁波大学浙江省

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
引言
1 绪论
    1.1 硫系光纤光栅的概述
        1.1.1 光纤光栅简介
        1.1.2 硫系光纤光栅简介
        1.1.3 硫系光纤光栅的分类
        1.1.4 硫系光纤光栅的制备方法
        1.1.5 硫系光纤光栅的应用
    1.2 光纤光栅基质(硫系玻璃)简介
        1.2.1 硫系玻璃的简介
        1.2.2 硫系玻璃的光学特性
        1.2.3 硫系玻璃热学稳定特性
    1.3 硫系光纤光栅的研究现状
    1.4 本课题研究内容
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
2 硫系玻璃及光纤的制备
    2.1 引言
    2.2 硫系玻璃制备及性能表征
        2.2.1 As-Se、Ge-As-S和 Ge-As-Se的制备
        2.2.2 As-Se、Ge-As-S和 Ge-As-Se玻璃的性能测试及表征
    2.3 硫系光纤制备及特性
    2.4 本章小结
3 不同组分硫系玻璃的光热稳定性
    3.1 引言
    3.2 实验研究方法
    3.3 理论研究方法
    3.4 不同组分玻璃材料的光热稳定性
        3.4.1 玻璃基质材料的制备
        3.4.2 光刻波长的玻璃损伤特性
        3.4.3 工作波长的玻璃损伤特性
    3.5 本章小结
4 激光参数对硫系光纤光栅基质玻璃的损伤特性的影响
    4.1 引言
    4.2 玻璃基质材料的制备及性能表征
    4.3 激光脉冲数目对于硫系玻璃损伤特性的影响
    4.4 激光重复频率对于硫系玻璃损伤特性的影响
    4.5 激光聚焦深度对于硫系玻璃损伤特性的影响
    4.6 本章小结
5 硫系光纤的激光损伤特性
    5.1 引言
    5.2 光纤端面的激光损伤特性
    5.3 光纤侧面的激光损伤特性
    5.4 光纤端面与侧面损伤特性比较
    5.5 本章小结
6 硫系光纤光栅的设计及特性分析
    6.1 引言
    6.2 传输特性与结构参数的关系
    6.3 硫系光纤光栅温度传感器设计及分析
        6.3.1 硫系玻璃的制备及性能表征
        6.3.2 硫系光纤布拉格光栅温度传感
        6.3.3 硫系长周期光纤光栅温度传感
    6.4 硫系光纤光栅其他特性
    6.5 本章小结
7 总结与展望
参考文献
在学研究成果
致谢
Abstract of Thesis
论文摘要


【参考文献】：
期刊论文
[1]啁啾光纤光栅在硫系光纤激光器中的色散补偿[J]. 曾江辉,张培晴,张倩,李杏,许银生,王训四,戴世勋.  红外与激光工程. 2017(10)
[2]中红外Ge20As20Se15Te45硫系玻璃光纤光栅光开关[J]. 张倩,张培晴,曾江辉,戴世勋,王训四.  红外与激光工程. 2017(07)
[3]低损耗硫系玻璃光纤的挤压制备及其性能研究[J]. 刘硕,唐俊州,刘自军,江岭,吴波,密楠,王训四,赵浙明,聂秋华,戴世勋,潘章豪.  光学学报. 2016(10)
[4]硫系玻璃超快光子晶体光开关特性研究[J]. 马蓓娇,张培晴,陈飞飞,戴世勋,张巍,沈祥,徐铁峰,聂秋华.  光电子·激光. 2016(04)
[5]高功率掺镱双包层光纤激光器中光纤损伤及其理论分析[J]. 韩旭,冯国英,韩敬华,张秋慧,李尧,张大勇.  光子学报. 2009(10)
[6]石英光纤的传能效率、损伤阈值和损伤积累效应研究[J]. 高杨,赵兴海,赵翔,苏伟,程永生,徐美健,段文涛,於海武.  探测与控制学报. 2009(01)
[7]脉冲激光诱导光纤损伤的测试方法[J]. 赵兴海,高杨,徐美健,段文涛,赵翔,於海武.  强激光与粒子束. 2007(10)
[8]高功率激光诱导光学元件损伤阈值测量的不确定度分析[J]. 张问辉,胡建平,陈建国,段利华,马平.  强激光与粒子束. 2005(04)
[9]HfO2/SiO2高反射膜的缺陷及其激光损伤[J]. 胡建平,陈梅,付雄鹰,柴林.  强激光与粒子束. 2001(05)
[10]光学材料破坏机理[J]. 陈飞,孟绍贤.  物理学进展. 1998(02)

博士论文
[1]激光驱动飞片点火设计技术研究[D]. 赵翔.中国工程物理研究院 2009

硕士论文
[1]红外透明导电薄膜的制备及其光电性质研究[D]. 王鑫.吉林大学 2018
[2]硫基硫卤多光谱玻璃的制备及微晶化处理[D]. 张腾宇.宁波大学 2017
[3]高峰值功率激光的光纤传能特性研究[D]. 赵兴海.中国工程物理研究院 2007



本文编号：3165622