黄梓轩 1王虎 1祁思胜 2顾晓南 1[ ... ]杨志勇 1,2,**
作者单位
摘要
1 江苏师范大学物理与电子工程学院江苏省先进激光材料与器件重点实验室,江苏 徐州 221116
2 中国科学院上海光学精密机械研究所中国科学院强激光材料重点实验室,上海 201800
3 光电信息控制和安全技术重点实验室,天津 300308
中红外光纤合束器可将多个低功率的中红外激光器进行合束,从而实现较高的功率输出。本工作研制了一种7×1硫系玻璃光纤合束器(未熔接输出光纤),评估了其中红外传输特性。该光纤合束器由As40S60/As38S62光纤组束熔融拉锥而成,初始光纤的纤芯直径和包层直径分别为200 μm和250 μm,数值孔径为0.38~0.35(@2~6 μm),拉锥比例R为3和4,锥形过渡区长度为2 cm。测试结果表明:当R=3时,制备的光纤合束器在3 μm和4.6 μm波长的端口传输效率分别为>90%和>87%;当R=4时,制备的光纤合束器在3 μm和4.6 μm波长的端口传输效率分别为>88%和>85%;光纤合束器输出端的光纤单丝之间未发生明显串扰。
材料 硫系玻璃光纤 光纤合束器 中红外 端口传输效率 
光学学报
2023, 43(23): 2306003
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 中国科学院强激光材料重点实验室, 上海 201800
2 江苏师范大学物理与电子工程学院, 江苏 徐州 221116
3 光电信息控制和安全技术重点实验室, 天津 300308
4 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471023
以高纯单质为原料, 通过原料提纯和玻璃熔体蒸馏的方法制备了高光学质量的As-S硫化物玻璃, 采用棒管法拉制了阶跃折射率多模光纤。表征了光纤的传输损耗和高功率中红外激光传输性能, 分析了光纤的激光损伤机理。结果表明: 制备的纤芯直径~200 μm、数值孔径~0.35的As-S玻璃光纤在2 μm和4.6 μm的传输损耗分别为~0.25 dB/m和~0.35 dB/m。在有效的制冷条件下, 该光纤能够承受120 W的2 μm连续激光输入, 输出功率可达63 W。理论分析表明, 该光纤在高激光功率下的损伤与纤芯玻璃中纳米异相包裹体的分布有关, 在纳米异相包裹体浓度较高的区域易产生热积累, 导致光纤产生热损伤。
硫系玻璃 光纤 中红外激光 激光损伤 chalcogenide glass optical fiber mid-infrared laser laser damage 
硅酸盐学报
2022, 50(4): 950
作者单位
摘要
江苏师范大学物理与电子工程学院,江苏省先进激光材料与器件重点实验室,江苏 徐州 221116

近年来迅速发展的中红外高功率激光技术迫切需要具有输出光束质量高、质量轻、结构紧凑等特性的中红外光纤介质,用于实现激光产生、传输等。在中红外玻璃中,硫系玻璃具有最宽的透光范围;同时,硫系玻璃又具有最高的折射率和非线性折射率系数,因此它们被认为是理想的产生和传输中红外激光的光纤基质。然而,硫系玻璃网络结构由弱化学键组成,使得硫系玻璃光纤具有较低的激光损伤阈值,这与高功率激光应用需求相矛盾。在不牺牲光纤输出光束质量的前提下,大模场光子晶体光纤技术是优选的实现功率提升的技术方案。本文首先介绍了中红外激光的高功率应用需求和中红外光纤材料低激光损伤阈值之间存在的矛盾,继而对面向中红外高功率激光应用的超大模场硫系玻璃光子晶体光纤的发展进行了综述,详细描述了超大模场硫系玻璃光子晶体光纤设计、制备、材料选择、光纤性能表征等过程,并对其应用前景和存在的技术瓶颈进行了讨论和展望。结果表明,超大模场硫系玻璃光子晶体光纤有望被应用于百瓦级中红外高功率激光应用场景中。

激光光学 光子晶体光纤 红外光纤 超连续谱产生 激光传输 
中国激光
2022, 49(1): 0101006
作者单位
摘要
江苏师范大学物理与电子工程学院江苏省先进激光材料与器件重点实验室,江苏 徐州 221116

以Ge12As24Se64(Ge-As-Se)和Ge10As24S66(Ge-As-S)玻璃分别作为纤芯和包层材料,研制一种具有脊形芯的保偏硫系玻璃光纤,用于产生线偏振中红外超连续谱(MIR SC)。利用有限元法模拟了脊形芯光纤的群速色散特性并确定了纤芯的几何尺寸,采用挤压法结合多级棒管法制备了该光纤。制备的光纤在2.9~5.5 μm波长的典型损耗约为4 dB/m,偏振消光比为19.4 dB ~19.6 dB。采用中心波长为3.7 μm、脉冲宽度为170 fs、重复频率为100 kHz、平均功率为40 mW的激光抽运长度为12 cm的光纤,获得了光谱范围为2~9.5 μm、平均功率约为4 mW的超连续谱,偏振消光比约为19.2 dB。研究结果表明,脊形芯Ge-As-Se/Ge-As-S硫系玻璃光纤是一种有潜力产生线偏振中红外宽带超连续谱的非线性介质。

光纤光学 硫系玻璃 超连续谱 偏振消光比 
激光与光电子学进展
2021, 58(21): 2106001
作者单位
摘要
北京工业大学 激光工程研究院, 北京 100124
基于自制的双波长低反射率光纤光栅(FBG)作为分布式布拉格反射激光器(DBR)的输出端, 实现了掺Yb3+双频DBR光纤激光器。该FBG的双波长间隔为0.12 nm, 对应的频差为32 GHz。双频光纤激光器输出的两个波长分别为1 063.09 nm和1 063.21 nm, 光谱信噪比大于60 dB。每一个波长只包含一个纵模。两个纵模的拍频信号为32.014 GHz, 频谱信噪比大于35 dB。得益于光纤激光器本身具有结构紧凑, 抗干扰能力强等特点, 该型激光器有望作为高品质, 小型化的微波信号源, 用于微波传感和通信等领域。
光纤激光器 掺镱 双频 微波光子学 fiber laser Yb-doped dual-frequency microwave photonics 
红外与激光工程
2018, 47(10): 1005005
作者单位
摘要
北京工业大学激光工程研究院, 北京市激光应用技术工程技术研究中心, 北京 100124
当空心微结构光纤纤芯的尺寸和波长相近时, 光在纤芯中的传输大大增强, 并会在纤芯周围产生很强的倏逝场。报道了一种新型的纤芯直径仅为2 μm的空气悬浮芯微结构光纤, 该光纤通过薄片堆积法拉制而成, 具有大倏逝场和微米级孔径的单元结构, 在532 nm波长处的损耗为0.16 dB/cm, 非常适合用于生化物质的传感探测。以该光纤作为传感探针, 结合激光技术搭建了一套简易的荧光光谱探测系统, 使用此系统对纳升量级的生物荧光标记材料CdTe/CdS/ZnS量子点进行荧光探测分析。利用该系统可探测荧光量子点的极限约为1 nmol/L, 相当于3.78×107个量子点, 实现了高灵敏度、快速探测。基于空气悬浮芯微结构光纤的荧光检测系统为量子点标记的生物材料的灵敏检测提供了新的方法和思路。
光纤光学 空气悬浮芯微结构光纤 倏逝场 荧光光谱 量子点 光纤生物传感器 
中国激光
2018, 45(5): 0510006

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