1 香港理工大学深圳研究院光子研究中心, 广东 深圳 518057
2 香港理工大学电机工程学系, 香港
研究了基于空芯光纤光热光谱技术的2 μm波段CO2高灵敏度检测关键技术,采用基于反谐振空芯光纤的低锐度法布里-珀罗干涉仪实现光热相位解调。对于波长为2004.02 nm的CO2 R(18)吸收线,在180 mW的泵浦功率以及1 s的积分时间下,噪声等效体积分数约4.7×10 -8。为提高系统测量的稳定性,对光纤端面镀膜以抑制泵浦光的干涉效应,同时将探测器波长锁定到干涉仪的工作点上。1 h内,体积分数为10 -5的CO2标准气体对应的信号波动约4.7%。噪声分析表明,探测光源的相位噪声和强度噪声是当前系统的主要噪声来源。
光学学报
2021, 41(13): 1306004
1 香港理工大学电机工程学系, 香港
2 香港理工大学深圳研究院光子研究中心, 广东 深圳 518057
微纳结构光纤光谱学是指以空芯微结构或微纳光纤为样品池,光和物质在纤芯内部或表面进行相互作用的光谱学技术。本文回顾空芯和微纳光纤导光的基本原理,介绍气体、液体样品池构建的理论和方法,综述基于光谱吸收、光热、光声、荧光、拉曼等效应的微纳结构光纤光谱学的最新进展及今后可能的发展方向。微纳结构光纤对光场的束缚能力强、模场能量在空气中的比例高,可实现光和物质在其中的高效、长距离相互作用。微纳结构光纤样品池的采用,可提升传统光谱学系统的性能或构建新型的光谱学系统;应用传输光纤与其他光学元器件进行柔性连接,可促进光谱学仪器和传感器的小型化和实用化。
光谱学 激光光谱 微结构光纤 空芯光纤 光纤传感器 纳米光波导 拉曼光谱学
1 北京工业大学材料与制造学部, 北京 100124
2 北京工业大学国家产学研激光技术中心, 北京 100124
3 北京工业大学跨尺度激光成型制造技术教育部重点实验室, 北京 100124
为实现紫外波段激光的柔性传输,拉制了一款包层有7 根毛细玻璃管的空芯反谐振光纤。光纤的外径为95 μm,纤芯直径为11 μm;包层孔的直径平均为5 μm,壁厚平均为319 nm。经测试发现,该光纤可同时实现266 nm、355 nm两个重要的紫外激光波段的导光,传输损耗分别为0.25 dB/m@266 nm,0.8 dB/m@355 nm。测量光纤两个传输通带内的弯曲损耗,结果表明,当弯曲半径为5 cm时,弯曲损耗分别为0.05 dB/m@266 nm,0.023 dB/m@355 nm。该光纤纤芯直径小,对弯曲不敏感,使设备进一步小型化成为可能。拉制的这款无节点空芯反谐振光纤有望在激光传输和紫外激光光谱学中发挥重要作用。
光纤光学 空芯反谐振光纤 弯曲损耗 紫外激光 柔性传输
北京工业大学激光工程研究院国家产学研激光技术中心, 北京 100124
反谐振空芯光纤(HC-ARF)具有宽传输通带、低传输损耗、高损伤阈值和高模式纯度等优势,在高功率脉冲激光传输及压缩、超快非线性频率变换、短距离高速高容量光通信、生物化学分析和量子存储等领域展现出广阔的应用前景。简要回顾了空芯光子晶体光纤(HC-PCF)的发展历程,重点介绍了近年来出现的几种新型HC-ARF。对气体填充HC-ARF在新型拉曼激光频率变换应用领域中的关键技术及最新进展进行了讨论。
非线性光学 空芯光子晶体光纤 反谐振空芯光纤 非线性频率变换 拉曼激光
光子晶体光纤因具有设计自由、导光机制新颖等优势而被人们广泛关注。相比于带隙型光子晶体光纤和Kagome光纤,空芯反谐振光纤(HC-ARF)由于具有结构简单、单模导光、传输谱宽且损耗低的特点,在紫外/中红外光传输、高功率激光产生、非线性光学及传感等领域都具有很好的应用。但是HC-ARF要真正得到广泛应用,其与普通单模光纤的熔接必须简便且损耗低,然而,HC-ARF包层特殊的毛细管孔结构在熔接过程中容易坍塌,且其模场直径不同于普通单模光纤,故直接熔接时损耗很大。为此,引入一段纤芯直径为20 μm的实芯大模场光纤作为模场过渡,实现了HC-ARF和普通单模光纤之间的熔接,熔接损耗由直接熔接的3 dB降至0.844 dB。
光纤光学 光子晶体光纤 熔接损耗 过渡光纤 空芯反谐振光纤 模场匹配 光学学报
2018, 38(10): 1006002
1 北京工业大学激光工程研究院国家产学研激光技术中心, 北京 100124
2 Edgewave公司, Würselen 52146, 德国
拉制了两种低损耗、单模、近红外宽带传输的空芯反谐振光纤，并用于高功率超短皮秒脉冲传输。利用无节点结构的空芯反谐振光纤实现了平均功率为74 W、单脉冲能量为185 μJ、峰值功率为10.8 MW的超短脉冲传输，且输出激光在频域和时域上均没有发生明显变化。
激光光学 空芯反谐振光纤 超短脉冲传输 单脉冲能量 峰值功率
