1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光传输与探测技术重点实验室，上海 201800
2 中国空间技术研究院西安分院空间微波技术国家级重点实验室，西安 710100
3 张江实验室，上海 201210
超窄带光纤布拉格光栅作为一种重要的无源光纤器件，可以作为优良的光学滤波器。首先在理论分析的基础上，模拟在光纤布拉格光栅制备过程中引入不同的不均匀紫外辐照，分析不同紫外光辐照分布函数下的光栅光谱性能，并采用逐点扫描紫外辐照法在不同的辐照不均匀条件下刻写光纤布拉格光栅。结果表明：紫外辐照的不均匀会极大地影响光纤光栅的光谱性能（带宽、矩形度及边模抑制比等参数），紫外辐照越不均匀，光纤光栅的3 dB带宽和25 dB带宽都越大，光谱矩形度变差，边模抑制比降低，光学滤波器的性能也更差。提出通过对切趾函数进行修正来补偿辐照不均匀的影响。采用该方法能补偿紫外光斑以及光路调整等带来的刻写误差，使得光纤光栅的谱型得到优化，将光纤光栅的边模抑制比提高到30 dB以上，满足光学滤波器的应用需求。
光栅 光纤器件 光纤布拉格光栅 光纤光栅制备 光学滤波器 中国激光
2023, 50(14): 1406002
光子学报
2022, 51(11): 1106001
东莞理工学院电子工程与智能化学院, 广东 东莞 523808
多芯传输系统有望解决未来大容量数据传输的问题。然而在整个通信系统中多芯信号的中继目前面临着许多困难, 例如信道增益的不均衡、多芯泵浦光的分束耦合等。其中泵浦光和增益多芯光纤纤芯间的均匀耦合由于决定着多芯光纤增益的效率和对应纤芯增益的均衡和系统能效的利用率, 成为多芯系统放大的关键问题之一。基于此, 设计了一种基于光纤端面的超透镜耦合装置, 通过适当优化超透镜子结构的分布, 最终可以使得泵浦光可以多点聚焦到耦合多芯光纤的焦平面。相比于空间光耦合光纤系统, 减少泵浦光的浪费。理论设计和数值仿真结果表明光纤包层中的光可以在光纤端面分点聚焦, 从而使得泵浦光的分流和纤芯聚焦, 总的光强利用率达90%以上, 为后续有源光纤实现芯泵提供解决思路。
超透镜 多芯光纤 光纤器件 空分复用 超材料 metalens multi-core optical fiber optical fiber device space division multiplexing metamaterial
哈尔滨工业大学物理学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
可调谐法布里-珀罗谐振腔目前是在光通信、传感器和激光器等领域被广泛应用的光学器件。按照调谐方式可分为光纤型F-P腔、微机械型F-P腔和电光型F-P腔, 每种均有相应的优点和优势领域。综述了可调谐F-P腔的研究进展, 包括器件结构、性能参数两方面, 并分析了各类可调谐F-P腔器件的性能差异和未来的应用前景。
法布里-珀罗腔 可调谐 光纤器件 微机械 电光效应 Fabry-Perot cavity tunable optical fiber devices micromachine electro-optic effect
1 中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
3 中国空间技术研究院西安分院空间微波技术国家级重点实验室, 陕西 西安 710100
提出了一种利用局域温度控制的高精度相移控制技术制备多相移光纤光栅滤波器的方法。首先,分析了多相移光纤光栅中相移量和相移位置的误差对多相移光纤光栅滤波器的插入损耗、带宽和形状因子的影响,得到了高性能多相移光纤光栅制备所需的相移量精度(0.0029π)和相移位置精度(368 μm)。然后,实验证实了利用局域温度控制引入高精度相移(相移量精度为0.0007π,相移位置精度为30 μm)的可行性。最后,利用所提方法制备了多相移光纤光栅,并对其光谱进行了测试和理论仿真。结果表明,基于所提方法制备的多相移光纤光栅滤波器的频率响应接近理论仿真下的理想滤波器特性,插入损耗约为0.5 dB,3 dB带宽约为366 MHz,20 dB带宽约为972 MHz,形状因子约为0.38。所提制备多相移光纤光栅滤波器的方法精确、简单、经济,没有对光纤光栅的结构造成永久性的改变,具有相移量可擦除的优势,可进一步应用于制备新型可调谐光纤滤波器。
光纤光学 光纤器件 多相移光纤布拉格光栅 局域温度控制 光学滤波器 中国激光
2021, 48(16): 1606001
1 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院纤维集成光学教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001
2 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院光子学研究中心，广西 桂林 541004
多芯光纤在空分复用方面独特的优势引起了人们越来越多的关注，在光纤传感领域也有了更为广泛的应用。多芯光纤形状传感是一种新的光纤感测技术，该技术通过多芯光纤感知被测对象形状和位置的变化，无需依靠其他视觉辅助手段，此外，该技术还具有结构紧凑灵活、不受电磁干扰、易集成安装、传感器无电学连接的优点，可用于航空航天、工业机械和大型建筑等领域的结构监测、地理环境和线缆管道监测、介入治疗追踪等。为此，介绍了多芯光纤的种类及其关键器件的制备方法，并且对多芯光纤形状传感的原理与技术进行了分析，最后综述了多芯光纤形状传感的研究进展，讨论了多芯光纤形状传感当前挑战和未来展望。
激光与光电子学进展
2021, 58(13): 1306012
1 深圳大学物理与光电工程学院教育部/广东省光电子器件与系统重点实验室，广东 深圳 518060
2 深圳大学广东省光纤传感技术粤港联合研究中心，深圳市物联网光子器件与传感系统重点实验室， 广东 深圳 518060
随着光纤技术的发展，光纤器件的结构越来越复杂，功能越来越多样，体积也越来越小，这对光纤器件的加工提出了很大的挑战。飞秒激光双光子聚合方法具有突破光学衍射极限的超高加工精度和无掩模直写的真三维加工能力，在微纳结构加工中拥有独特优势，为微纳结构与光纤集成提供了一种全新的思路和可能性。介绍飞秒激光双光子聚合制备光纤微纳结构器件方向的最新研究进展、应用前景与展望。
激光与光电子学进展
2021, 58(13): 1306005
强激光与粒子束
2021, 33(2): 021005
1 中国电子科技集团公司第 34研究所，广西桂林 541004
2 广西师范大学物理科学与技术学院，广西桂林 541004
基于倏逝波理论，利用熔融拉锥技术，采用多种光纤，研制出了一种可以用于激光集束的多芯的全光纤器件。这种器件具有插入损耗小和器件芯间平行度高等优点。现已研制成功 19芯和 37芯光纤集束器，插入损耗＜1 dB。这种新型光纤器件为光纤放大网络(FAN)集束提供一体化的阵列集束光纤，提高空间利用率，便于在大规模使用光纤的环境中应用。
倏逝波 熔融拉锥 全光纤器件 光纤集束器 光纤放大网络 evanescentwave fusedbiconicaltaper allfiberdevice fiberbundledevice fiberamplificationnetwork
1 华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430030
2 华中科技大学武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430030
报道一种基于45°辐射倾斜光纤光栅(RTFG)的全光纤偏振相关器件。由于独特的偏振相关模式耦合特性,其可作为一种理想的全光纤起偏器、偏振相关耦合器、全光纤衍射器。基于体电流法建立倾斜光纤光栅的偏振耦合理论,从理论和实验角度系统地分析45° RTFG的偏振辐射耦合、衍射分光及偏振特性。仿真结果和实验结果表明,45° RTFG的透射和辐射有良好的偏振功能。一根长度为24 mm的45° RTFG在波长为1550 nm处的偏振消光比(PER)为22 dB,3 dB带宽超过300 nm。通过制备不同长度的45° RTFG,可以实现具有不同PER的光栅。光栅的辐射模沿角向呈准高斯分布,沿轴向呈指数衰减分布,并且其空间衍射角色散约为0.054 (°)/nm。实验结果与理论结果完全匹配,45° RTFG具有潜在的应用前景。
光纤光学 光纤器件 倾斜光纤光栅 光纤衍射器件 光纤偏振器件 光学学报
2020, 40(23): 2306003
