为进一步研究光子晶体光纤中涡旋光的传输特性,提出了3种不同结构的涡旋光光子晶体光纤,即三角晶格环形光子晶体光纤(TLPCF)、折射率倒转抛物线式光子晶体光纤(IPGIF)和六重准晶涡旋光光子晶体光纤(SPQCF)。利用矢量有限元分析方法,模拟计算了光纤中各个涡旋光模式的传输特性,研究结果表明:3种涡旋光光子晶体光纤中的模式有效折射率差均大于10
-4,支持不同数量的涡旋光传输。其中TLPCF的色散系数最小,SPQCF的色散系数最大,两者在宽波段(1400~1700 nm)内均保持了色散平坦趋势;3种光纤的限制性损耗均小于1×10
-7 dB·m
-1,能够将光很好地局限在纤芯内部;3种光纤的非线性系数均保持在10
-3量级;涡旋光模式稳定传输的距离大于1 km。
光纤光学 光子晶体光纤 涡旋光 矢量有限元 色散 限制性损耗
Author Affiliations
Abstract
School of Physics, Nankai University, Tianjin 300071, China
An all-fiber femtosecond vortex laser based on common fiber components is constructed. It can produce femtosecond orbital angular momentum modes whose time pulse width is 398 fs. The topological charge of output orbital angular momentum (OAM) modes from this laser can be adjusted among 0, +1, and 1 easily while it is also easy to convert between continuous OAM modes and pulse OAM modes.
050.4865 Optical vortices 140.3510 Lasers, fiber Chinese Optics Letters
2018, 16(11): 110501
设计了一种温度调控的液晶填充光子晶体光纤, 利用有限元法对光子晶体光纤的色散补偿特性进行数值模拟.从理论上分析了各结构参数对光子晶体光纤色散产生的影响, 并进行结构参数优化.通过调节液晶折射率, 将色散补偿位置精确调节至1 550 nm处, 负色散峰值为－426 000 ps·nm－1·km－1, 2 m长液晶填充光子晶体光纤可以补偿50 000 m的标准单模光纤(G652).模拟结果显示,色散补偿波长随填充液晶有效折射率指数发生变化, 通过温度调节可以实现1 533 nm~1 552 nm波长内的定量控制.
光纤光学 光子晶体光纤 温度可控 色散补偿 双芯光纤 有限元法 数值模拟 液晶填充 模式耦合 Fiber optics Liquid crystal fiber Temperature tuning Dispersion compensation Two-core fiber Finite element method The numerical simulation Liquid crystal-filled Mode coupling
将PG玻璃材料制作成的椭圆纤芯引入光子晶体光纤中心, 设计了一种石墨烯包层结构的高双折射光子晶体光纤.基于有限元法对该光纤的双折射特性进行了数值模拟, 研究了光纤孔径比、孔间距和纤芯椭圆对双折射特性的影响, 并以该光子晶体光纤的模场面积和限制性损耗为依据进行了优化.研究结果表明: 在波长1 550 nm处,光纤双折射率高达0.13, 满足高双折射要求;两偏振方向模场面积小于0.7 μm2,限制性损耗低于10－6 dB/km.该光纤可有效保持光在传输系统中的偏振状态, 为高稳定性超连续谱的产生提供依据.
高双折射 石墨烯包层结构 光子晶体光纤 椭圆纤芯 有限元法 High briefringence Graphene cladding structure Photonic crystal fibers Elliptical hole Finite element method
详细阐述了利用耦合共振诱导透明(CRIT)方法产生快慢光的基本原理。介绍了几种基于环形耦合谐振系统的慢光结构及其在高灵敏度、高集成化的光学转动传感器和光学陀螺方面的应用和研究进展。
光纤通信 慢光结构 耦合共振诱导透明 Sagnac效应 激光与光电子学进展
2011, 48(12): 120607
1 江西省工程咨询中心,南昌 330046
2 南开大学 物理学院,天津 300071
为了优化设计光纤喇曼激光器的各项参量,采用喇曼激光器的基本理论模型模拟,提出了非线性最小二乘法和龙格-库塔法相结合的新算法,解决了模型中存在的两点边值问题,得到了级联喇曼光纤激光器的输出特性以及最佳光纤长度、激光阈值和斜率效率。结果表明,新算法非常有效,数值模拟的结果和相关实验相吻合。
激光技术 受激喇曼散射 喇曼光纤激光器 非线性最小二乘法 龙格-库塔法 laser technique stimulated Raman scattering Raman fiber laser nonlinear least squares method Runge-Kutta method
1 南开大学物理科学学院, 天津 300071
2 天津市信息光子材料与技术重点实验室, 天津 300071
采用闪耀光栅作为色散元件,构建了前向、后向输出两种结构的可调谐掺Yb3+光子晶体光纤激光器,并对其输出特性进行了分析研究。在抽运功率5.75W时,前向输出结构实现了1050.6～1110.2 nm的连续调谐输出,光谱线宽约0.1 nm,边模抑制比大于44 dB。在调谐激光波长为1085 nm时,得到最高输出功率677 mW。结构改进的后向输出结构的可调谐输出结构在抽运功率4.43 W,调谐波长1075 nm,实现了2.21 W的功率输出,斜率效率为73％;调谐范围50.9 nm(1042.1～1093 nm),光谱线宽小于0.08 nm,边模抑制比大于50 dB。两种结构的可调谐激光器输出均为线偏振光,偏振度大于89.5％。
光纤激光器 调谐光纤激光器 闪耀光栅 掺Yb3+光子晶体光纤
1 南开大学光电信息科学系,天津,300071
2 南开大学光?缧畔⒖蒲?天津,300071
报道了喇曼光纤激光器的研究最新进展,分析了几种高性能、用途广泛的喇曼光纤激光器,指出了喇曼光纤激光器在通信领域和激光技术领域中的广阔应用前景.
喇曼光纤激光器 级联 可调谐多波长 超连续 保偏 多色可见光
南开大学物理科学学院光电信息科学系,天津,300071
采用改进的反射式Mach-Zehnder干涉滤波器,对双程后向结构掺铒光纤超荧光光源(DPB SFS) 分别进行光谱分割和光谱预分割,构建了两种结构的多波长超荧光光纤光源(MW SFS),波长间隔为～0.8 nm时,在1550 nm附近(1542～1559 nm)20个波长的功率波动小于0.5 dB.其中前者消光比高达27 dB;后者消光比～18 dB,在泵浦光功率为72.8 mW时,最大输出功率25.3 mW,光光转换效率高达34.8%.改变Mach-Zehnder干涉仪的臂长??采用光谱预分割技术,得到1550 nm附近波长间隔～0.4 nm、消光比～16 dB的50个波长输出.
超荧光光纤光源(SFS) 多波长 双程后向(DPB)结构 Mach-Zehnder干涉滤波器(MZI) 光谱分割 光谱预分割 Superfluorescent fiber source （SFS） Multi-wavelength Double pass backward （DPB） configuration Mach-Zehnder interferometer （MZI） filter Spectrum slicing Spectrum pre-slicing
1 南开大学物理科学学院光电信息科学系,天津,300071
2 南开大学物理科学学院光电信息科??天津,300071
详细描述了双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器的基本原理和基本结构,介绍了此类光纤放大器在提高输出功率、提高增益、降低噪声及增益平坦等方面的研究进展,并报道了最新的实验结果:采用双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器,实现了中心波长位于1561 nm、3 dB带宽为8 nm、输出功率达1.16 W超荧光输出,光光转换效率可达32%.
Er3+/Yb3+共掺光纤 双包层 高功率 低噪声系数 增益平坦 Er3+/Yb3+ co-doped fiber（EY double-clad high output power low noise figure gain flatness
