光学 精密工程
2023, 31(24): 3540
空芯光子带隙光纤(HC-PBGF)因其利用中空纤芯进行光传输而被视作集成光学网络中实现在线光纤腔的理想器件。使用普通电弧熔接机直接熔接HC-800-02型HC-PBGF和780-HP型单模光纤,详细分析了多个熔接参数对熔接质量的影响。实验得到:长度约1 m的HC-PBGF构成的在线光纤腔具有低损耗特性,其总插入损耗为2.59 dB。
光纤光学 空芯光子带隙光纤 光子晶体光纤 电弧熔接 熔接损耗 在线光纤腔 激光与光电子学进展
2020, 57(17): 170601
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 北京理工大学 光电学院, 北京 100081
2 北京理工大学珠海学院 信息学院, 广东 珠海 518088
为了改善不同类型光纤熔接时的模场失配, 通过调整普通光纤熔接机的熔接参数, 对模场直径较小的光纤进行加热扩芯, 实现了10/130μm大模场面积双包层光纤和6/125μm单模光纤的低损耗熔接, 光纤耦合效率可达到91%, 并成功应用于自主研发的小型1064nm光纤激光器中。对利用光纤熔接机加热扩芯制作模场适配器进行了理论分析, 并用1064nm光纤激光器测量其实际传输损耗。实验结果表明: 采用普通光纤熔接机, 适当的调整熔接参数, 可以有效地提高大模场面积光纤到单模光纤的耦合效率, 为制作模场适配器提供了一种简单实用的方法。
激光技术 模场适配器 加热扩芯 光纤熔接损耗 laser technology mode-field adaptors thermally expanded core(TEC) loss of fiber fusion splicing
光子晶体光纤(PCF)与普通单模光纤(SMF)的低损耗熔接技术是光子晶体光纤走向实用化必须解决的关键技术问题。提出一种基于光纤拉锥模场匹配技术的光子晶体光纤低损耗熔接的新方法，利用熔融拉锥机对模场不匹配的两类PCF进行预处理，结合常规电弧放电熔接技术对三种不同类型的PCF与SMF的熔接损耗进行实验研究。在实验中通过精确控制熔融拉锥机各种参数，实现了不同模场直径PCF和SMF的模场匹配，该方案同时通过优化各种电弧放电参数，使熔接后的损耗降到了0.3 dB以下,实现了PCF-SMF之间低损耗、高强度的熔接，满足了不同模场PCF实际应用的要求，具有很好的潜在应用价值。
光纤光学 光子晶体光纤 熔接损耗 电弧放电 单模光纤 光学学报
2012, 32(10): 1006001
国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
理论和实验研究了光子晶体光纤之间的熔接损耗。采用有限元法（FEM）结合完美匹配层（PML）,对包层为三角形栅格结构的2根相同的光子晶体光纤（PCF）之间的熔接损耗进行了理论计算分析。结果表明，当2根光纤的光轴对准时，固定其中一根光纤，绕光轴旋转另一根光纤会导致模场失配，从而产生旋转损耗。旋转损耗随旋转角度周期振荡，且与空气孔直径相比，孔间距对旋转损耗的影响较大。优化选择熔接机参数，避免空气孔塌缩和熔接点处产生气泡，实验测量了这2根相同光子晶体光纤之间熔接后的最大和最小光功率输出，得到其熔接损耗差与理论计算得到的最大旋转损耗一致。实验进一步降低了光子晶体光纤之间的熔接损耗。
光纤光学 光子晶体光纤 熔接损耗 旋转损耗 有限元 光纤熔接机 光学学报
2011, 31(s1): s100209
国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
为了实现光子晶体光纤与普通光纤低损耗熔接, 采用优化熔接机参量和逐渐塌缩光子晶体光纤空气孔的方法, 对光子晶体光纤和普通光纤熔接损耗的主要来源及普通熔接机参量的选择进行了详细的理论分析, 并对光子晶体光纤和普通光纤模场直径相匹配和不匹配两种情况分别进行了熔接实验研究, 取得了小于0-2dB和0-3dB的熔接损耗。结果表明, 通过优化熔接机参量可以实现模场直径相匹配的光子晶体光纤与普通光纤的低损耗熔接, 而模场直径不匹配的情况可以通过逐渐塌缩光子晶体光纤空气孔从而增加光子晶体光纤的模场直径的方法来实现低损耗熔接。
光纤光学 光子晶体光纤 普通光纤 熔接损耗 模场直径 fiber optics photonic crystal fiber conventional fiber splicing loss mode field diameter
1 国防科学技术大学光电科学与工程学院， 湖南 长沙 410073
2 海军航空工程学院基础部， 山东 烟台 264001
3 哈尔滨工程大学理学院， 黑龙江 哈尔滨 150001
光子晶体光纤(PCF)和普通光纤的熔接损耗主要来源于两光纤模场直径(MFD)的失配。提出了一种小芯径光子晶体光纤和大模场直径普通光纤低损耗熔接的方法。利用熔融拉锥机加热光子晶体光纤来精确控制光子晶体光纤的空气孔塌缩，以增加光子晶体光纤的模场直径，从而降低其与大模场直径普通光纤的熔接损耗。实现了模场直径为3.94 μm的光子晶体光纤和模场直径为10.4 μm普通光纤的低损耗熔接，最低损耗小于0.2 dB。
光子晶体光纤 普通光纤 熔接损耗 模场直径
国防科学技术大学光电科学与工程学院, 长沙 410073
通过加热光子晶体光纤, 其包层中空气孔由于表面张力的作用而塌缩减小。理论和实验结果表明, 空气孔的塌缩在满足波导的渐变条件下, 引入的能量损耗非常小。空气孔的塌缩减小, 可以有效地增加光子晶体光纤的模场直径, 从而不仅可以提高光耦合的效率和光纤端面的损伤阈值, 而且可以降低与其它模场直径不匹配的普通光纤的熔接损耗。
光子晶体光纤 空气孔塌缩 模场直径 熔接损耗 photonic crystal fibers air hole collapse mode field diameter splicing loss
国防科技大学 光电科学与工程学院,湖南 长沙 410073
研究了长脉冲抽运光子晶体光纤(PCF)正常色散区超连续谱的产生。依据透镜耦合的基本条件设计了激光器与入射光纤之间的耦合系统,该系统的耦合效率可以达到60%;实现了模场不匹配的普通光纤与光子晶体光纤的低损耗熔接,实验测得的熔接损耗为3.8 dB,低于理论计算的熔接损耗5 dB。随着抽运功率的增加,产生了平均功率为1.2 W,10 dB的带宽为710-1700 nm的超连续谱。实验结果表明,长脉冲抽运光子晶体光纤的正常色散区,受激拉曼散射在光谱加宽的最初阶段发挥了重要作用,而高阶孤子分解和交叉相位调制促使超连续谱趋于更宽、更平坦。
光纤光学 光子晶体光纤 超连续谱 熔接损耗 受激拉曼散射
