色散近零平坦的氟碲酸盐光纤设计及其在中红外光频梳中的应用

发布时间：2021-12-19 12:39

　　2⁵μm中红外光频梳在空间大气通信、中红外天文光谱学、高速分子传感等领域以及遥感,测距等方面都有着重要应用。在光纤中,光频梳的产生是通过将具有固定频率间隔的两束或两束以上的连续光注入到光纤中,在级联四波混频效应的作用下产生频率间隔为GHz到THz可调谐的光频梳。目前,绝大多数的光纤光频梳是由色散近零平坦的石英基高非线性光纤产生,然而,石英玻璃材料受到其本身透过窗口的限制,导致其难以用于研制中红外波段的光频梳。另外,石英基玻璃光纤的非线性系数较低,限制了光频梳的带宽。针对上述问题,作者在攻读硕士期间,设计了一种非线性系数高、色散近零平坦的氟碲酸盐中红外玻璃光纤,并研究了这种光纤作为非线性介质产生中红外光频梳的潜力,具体研究成果如下:（1）设计了一种用于中红外光频梳产生的色散近零平坦的氟碲酸盐光纤。光纤的纤芯材料为70TeO₂-20BaF₂-10Y₂O₃（TBY）玻璃,包层材料为33AlF₃-9BaF₂-17CaF₂... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

光频梳示意图，（a）时域示意图，（b）频域示意图[1]

第1章引言1第1章引言1.1选题的背景及意义光频梳全称光学频率梳（OFC），在时域上表现为重复频率固定的光学脉冲序列，而在频域上的表现形式为一系列频率间隔相等的梳齿[1-2]，如图1.1所示。在如图1.1（b）所示的光频梳频谱图中，梳齿中心频率为f0+n×fr，n为正整数。其中，fr是重复频率，它在频域上表示两根相邻梳齿的频率间隔，在时域上如图1.1（a）所示，它表示两个相邻脉冲的时间间隔的倒数。f0是载波包络相移频率，它的存在是由于当激光在腔内振荡时，时域脉冲包络与载波的传输速度不同会造成时域中出现载波包络相移ΔΦ，如图1.2所示。图1.1光频梳示意图，（a）时域示意图，（b）频域示意图[1]。图1.2载波包络[2]。激光频率梳是相干光源，它在近红外和可见光领域的发展，使频率计量学发

第1章引言3同的接收器。图1.3基于光频梳的自由空间光通信（A）发射机、（B）转发继电器和（C）接收机的实验系统图[3]。在脉冲整形中，采用强大的傅里叶合成方法来产生不同的飞秒光波形。其原理如图1.4所示[4]。入射飞秒脉冲通过光谱色散仪和聚焦元件分解成其组成的光谱分量。然后，空间图案掩模调节空间分散光谱分量的相位和振幅。将光谱分量重新组合，得到一个形状的输出脉冲，脉冲形状由掩模传递到光谱上的图案的傅里叶变换给出。利用这种方法，飞秒脉冲可以被设计成任意复杂的光信号。另外，波形合成是通过频域的并行调制来实现的,在没有任何超快调制器的情况下，可以产生和调控高达数百THz的串行调制带宽的波形。图1.4光学任意波形产生图[4]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]双光梳光谱学研究进展[J]. 于子蛟,韩海年,魏志义.  物理. 2014(07)
[2]飞秒光学频率梳在精密测量中的应用[J]. 吴学健,李岩,尉昊赟,张继涛.  激光与光电子学进展. 2012(03)

博士论文
[1]光学频率梳在光子模拟信号处理中的应用研究[D]. 杨婷.华中科技大学 2016



本文编号：3544434