福州大学机械工程及自动化学院, 福建 福州 350108
在十字型太赫兹带通滤波器的时域有限差分法仿真中,随着铝箔厚度增大,主峰变窄,且高频处出现多个异常透射峰。利用飞秒激光微加工技术制备出铝箔厚度为150 μm的太赫兹滤波器,并利用时域太赫兹光谱系统进行性能测试。结果表明:实验结果与时域有限差分法模拟结果基本吻合;异常透射峰源于十字结构狭缝侧壁上的表面等离子体波的法布里-珀罗共振耦合,这种耦合效应可用于控制表面等离子体波,制造新型太赫兹器件。
表面光学 滤波器 太赫兹 表面等离子体 飞秒激光微加工 激光与光电子学进展
2019, 56(20): 202418
1 北京理工大学光电学院, 北京 100081
2 北京理工大学激光微纳制造研究所, 北京 100081
设计了一种基于飞秒激光加工的无膜式光纤气体压力传感器。通过熔接形成了单模光纤-空心光纤-无芯光纤(NCF)结构,熔接结构中的两个熔接面作为反射面,构成一个低精细度的外腔式法布里-珀罗干涉仪(EFPI)。利用飞秒激光加工结构中的空心光纤部分,烧蚀出一个与外界环境连通的小孔。外界气体压力的变化引起EFPI腔中气体折射率发生变化,通过测量法布里-珀罗腔的光学腔长,得到对应的外界气体压力。实验结果表明,传感器在0~5 MPa压力范围内的腔长-压力灵敏度为1.02 μm/MPa,传感器的压力分辨率为2.4 kPa。该压力传感器具有量程大、灵敏度高、分辨率高和线性度高等优点。
光纤光学 压力传感器 外腔式法布里-珀罗干涉仪 飞秒激光加工 激光与光电子学进展
2019, 56(10): 100601
1 北京理工大学 光电学院, 北京100081
2 北京理工大学 激光微纳制造研究所, 北京 100081
3 中自高科(苏州)光电有限公司, 苏州 215000
报道了一种基于飞秒激光加工的微纳高温振动传感器。通过熔接形成单模光纤-空芯光纤-单模光纤的结构, 利用单模光纤和空芯光纤在熔接面形成的菲涅尔反射, 构成外腔式法布里-珀罗干涉仪(EFPI)。用飞秒激光烧蚀空芯光纤, 形成悬臂梁结构。末端的单模光纤作为质量块, 在受到振动时带动悬臂梁振动, 使悬臂梁产生微弯, 进而使EFPI腔长发生变化。实验结果表明, 传感器的工作区域为20~300Hz, 在100Hz时, 0~3.01g范围内测得加速度分辨率为5×10-4g, 加速度响应灵敏度为129.6nm/g。传感器受温度影响小, 腔长的温度交叉响应仅为0.225nm/℃, 传感器可耐950℃高温冲击。
振动传感器 高温传感器 飞秒激光加工 外腔式法布里-珀罗干涉仪(EFPI) vibration sensor high-temperature sensor femtosecond laser machining extrinsic Fabry-Perot interferometer (EFPI)
1 西安交通大学 电子信息与工程学院，西安 710049
2 空军工程大学 教育技术中心，西安 710051
为了对飞秒激光加工微纳米尺度波导器件的可行性进行分析，采用有限差分光束传输法对余弦型Y波导合波器的耦合夹角大小对合路光场的影响进行了仿真模拟，分析了光场强度、分支角度以及损耗等之间的关系，得到当耦合夹角为0.6rad时，输入光场相互隔离，附加损耗低至0.45dB，传输效率接近90%的结果。结果表明，在石英玻璃这种高损伤阈值的材料中利用飞秒激光直写制备光合波器件时，预先对加工的微纳器件进行仿真模拟，在微纳光子集成及微纳米光波导中具有很重要的意义。
激光技术 飞秒激光加工 光合波器 光束传播法 数值模拟 laser technique femtosecond laser machining opto-combiner optical beam propagation method numerical simulation
天津大学精密仪器与光电子工程学院超快激光研究室,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津,300072
用有限差分迭代求解光束传输方程,对1×2(Y型)耦合器和2×2(X型)耦合器分路的夹角大小对分路中光束分配比例的影响进行了模拟研究.模拟结果显示:耦合器夹角控制在一定的范围内,对分路中光束能量分配影响不大;2×2耦合器对分路夹角以及波导宽度的变化敏感.为飞秒激光加工光纤无源器件的可行性做了理论上的分析.
飞秒激光加工 光纤通信 光束耦合器 光束传输法 Femtosecond laser machining Fiber communication Beam coupler Optical beam propagation method
