王少业 1,2,3张剑波 1,2,3赵子文 1,2,3,*杜亦凡 1,2,3钟双栖 1,2,3
1 上海大学特种光纤与光接入网重点实验室，上海 200444
2 上海大学特种光纤与先进通信国际合作联合实验室，上海 200444
3 上海大学上海先进通信与数据科学研究院，上海 200444
采用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件模拟不同功率、不同扫描速度的CO2激光退火锗芯光纤过程中的温度场分布。通过分析激光退火过程中光纤温度场的分布和变化，得到较为适合的激光退火条件。结合退火后锗芯光纤的拉曼光谱测试，发现对于外径和内径分别为190 μm和28 μm的锗芯光纤而言，在所有退火条件中，2.153 W激光功率、6 mm/s扫描速度能明显改善光纤性能。本仿真研究为优化锗芯光纤特性的实验提供了参考。
光纤光学 锗芯光纤 COMSOL仿真 CO2激光 温度场分布 激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1506005
1 上海大学特种光纤与光接入网重点实验室，上海 200444
2 上海大学特种光纤与先进通信国际合作联合实验室，上海 200444
硅锗合金在非平衡条件下凝固时容易出现成分偏析，光纤制备过程带来的成分分布不均匀问题会导致很高的光纤损耗。利用CO2激光对半圆柱硅棒和锗棒拼接法制备的硅锗芯石英包层光纤进行热处理，研究不同处理条件对纤芯成分分布的影响。实验结果表明，在激光扫描方向上的边缘区域可形成连续的富硅硅锗合金，并且越靠近该边缘区域，纤芯的成分分布越均匀。本研究为制备和优化硅锗芯光纤，实现纤芯均匀的成分分布提供了方法。
光纤光学 硅锗芯光纤 光纤材料 激光热处理 成分偏析 富硅均匀区 激光与光电子学进展
2021, 58(3): 0306001
上海大学 特种光纤与光接入网重点实验室, 上海 200444
半导体芯光纤因其特殊的光电特性而受到广泛关注。由于纤芯和包层材料之间的性质差异, 制备高质量的半导体芯光纤比传统掺杂石英玻璃光纤更为困难。以锗芯光纤为研究对象, 通过有限元法, 模拟仿真了激光拉制锗芯光纤的动态过程, 研究了拉制过程中芯层锗和包层石英玻璃材料的流速差异, 以及不同拉丝速度对其流速差异的影响。仿真结果表明: 在预制棒颈缩区, 芯层锗和包层石英玻璃材料的流速差异最大, 且不同拉丝速度对预制棒芯层锗和包层石英玻璃材料的流速影响不同。
锗芯光纤 激光拉丝 数值仿真 芯-包层流速 Ge-core fiber laser drawing numerical simulation core and cladding flow rates
上海大学 特种光纤与光接入网重点实验室, 上海 200444
光纤法布里-珀罗(F-P)腔传感器作为温度传感器, 应用广泛。提高光纤制作材料及成分的光电特性有利于提高温度传感器的灵敏性。基于光纤熔接与抛磨技术制备了一种基于硅锗芯光纤的F-P腔温度传感器, 其制备过程为: 先用优化的熔接参数将普通单模光纤与硅锗芯光纤熔接, 再通过光纤抛光的方式抛磨硅锗芯光纤, 其长度可通过观察抛磨过程中反射光谱的自由光谱范围精确控制。实验结果表明: 熔接端面光滑平整, 其反射光谱的强度比单模光纤平端高7.7 dB; 硅锗芯光纤F-P腔传感器具有较高的温度灵敏度, 可达116.1 pm/℃。
硅锗芯光纤 光纤F-P腔传感器 温度灵敏度 SiGe core fiber fiber Fabry-Perot cavity sensor temperature sensitivity
