河北工业大学 电子信息工程学院先进激光技术研究中心, 天津 300401
扩大传输容量已然成为现代光通信技术发展的首要任务。2 μm波段属于人眼波段, 并具有大气通信窗口, 是未来光通信系统亟待开发的领域。软玻璃材料相比于石英玻璃, 具有更宽的透光范围, 并且可扩展到中红外波段, 恰好配合2 μm波段光通信系统。空芯光子带隙光纤(hollow core photonic bandgap fiber, HC-PBGF)由于光纤带隙的存在, 提供了独一无二的导光模式。HC-PBGF具备灵活的光纤结构、较低的损耗, 可控的色散特性, 是非常适合光通信的传输媒介。设计了一种7-cell HC-PBGF, 对该光纤的色散、模场面积、限制损耗和弯曲损耗等特性进行仿真分析。
空芯光子带隙光纤 零色散点 低损耗 弯曲损耗 hollow core photonic bandgap fiber zero dispersion point low loss bending loss
1 宁波大学信息科学与工程学院高等技术研究院红外材料与器件实验室, 浙江 宁波 315211
2 浙江省光电探测材料及器件重点实验室, 浙江 宁波 315211
3 嘉兴学院南湖学院, 浙江 嘉兴 314001
在超低色散零点的红外硫系玻璃光纤的需求背景下,选择两组Ge-Se基的硫系玻璃组分进行对比实验研究。通过对比各组分的特性参数,优化出合适的玻璃组分,并进行光纤拉制。研究结果表明:随着碘的摩尔分数从5%增至40%,玻璃的红外透过性得到显著提高,近红外吸收的截止波长出现明显蓝移,光学带隙逐渐增大,折射率减小,色散零点波长蓝移,玻璃转变温度降低,热膨胀系数逐渐增大;通过截断法得到了2.5~11.5 μm光谱范围内的光纤损耗图谱,在5.9 μm处的最小光学损耗约为16.9 dB/m。
光纤光学 直接光学带隙 截断法 硫系玻璃 材料色散 零色散点波长 光纤损耗
1 宁波大学 信息学院 高等技术研究院 红外材料与器件实验室, 浙江 宁波 315211
2 浙江省光电探测材料及器件重点实验室, 浙江 宁波 315211
3 嘉兴学院 南湖学院, 浙江 嘉兴 314001
从玻璃组分与玻璃光学折射率分布及零色散波长位置的影响机理出发, 研究低色散卤化物对硫系玻璃的色散调控作用.制备了Ge-Ga-Se-CsI硫卤玻璃, 利用差示扫描量热仪、红外椭偏仪、红外光谱仪等测试了该玻璃的物化性质, 分析了原料和玻璃提纯工艺、CsI含量对玻璃形成以及透过范围的影响, 并计算了该玻璃的材料色散.实验结果表明: 该玻璃的透过范围可覆盖可见光至中远红外波段(0.55~18 μm); 该玻璃的材料零色散点随着CsI含量的增加明显蓝移, 摩尔百分比为20%和40%的CsI含量可使该玻璃材料的零色散波长蓝移至3.5 μm和1.5 μm附近, 且该玻璃的热稳定性较好, 有利于低色散中红外光纤的制备和应用.结合玻璃提纯技术和高温聚合物保护拉丝光纤拉丝工艺, 获得了最低损耗为8.2 dB/m的单折射率硫卤玻璃光纤.
硫卤玻璃 材料色散 色散蓝移 低零色散点 中红外光纤 Chalcohalide glass Material dispersion Dispersion blue shift Low zero dispersion wavelength Mid-infrared fiber
1 燕山大学信息科学与工程学院，河北秦皇岛 066004
2 河北省特种光纤与光纤传感重点实验室，河北秦皇岛 066004
用“快速低温”法，在保持包层空气填充率不变的情况下，对实验室自制的微结构光纤进行了拉锥，得到了锥长分别为 8 mm、10 mm的锥形光纤。利用多极法模拟可知，拉锥前光纤在 1 129 nm具有单个零色散点，拉锥后光纤锥腰处出现双零色散点，对于 8 mm、10 mm锥长，其零色散点分别为 806 nm /2 456 nm和 637 nm /1 164 nm。8 mm锥微结构光纤在中心波长 800 nm、平均功率 0.45 W的超短脉冲作用下，产生了 378 nm～1 632 nm、 1777 nm～2 450 nm平坦度为 20 dB的超连续谱；当功率为 0.50 W时，10 mm锥微结构光纤位于 1 164 nm的零色散点限制了拉曼孤子及超连续谱的红移，但在 395 nm～475 nm形成谱宽为 80 nm峰，频率上转换效率达到 70.5%。
微结构光纤 拉锥 超连续谱 双零色散点 microsructure fiber tapering supercontinuum two zero dispersion wavelengths
1 北京工业大学, 信息光学研究所, 中国 北京 100124
2 北京工业大学, 应用数理学院, 中国 北京 100124
本文实验研究了飞秒脉冲在不同零色散点光子晶体光纤中传输时产生超连续谱的现象。首先，我们通过非线性薛定谔方程理论计算了激光脉冲分别在正、负色散光子晶体光纤中传输时产生的超连续谱；计算结果表明在正色散光子晶体光纤产生的超连续谱远远大于在负色散中产生的超连续谱。其次，在实验上采用零色散点分别为800 nm、1 060 nm和 2 000 nm的光子晶体光纤，将脉宽为130 fs，中心波长800 nm，脉冲重复频率为80 MHz的脉冲输入这些光纤中产生超连续谱并研究其特性，实验结果表明光子晶体光纤的零色散点越小，在其中产生的超连续谱越宽越平坦。同时产生的超连续谱也与激光脉冲的能量和中心波长相关。
零色散点 光子晶体光纤 超连续谱 zero-dispersion point photonic crystal fiber Supercontinuum
中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点联合实验室， 北京 100083
基于二维三角晶格空气孔光子晶体，通过在光子晶体单线缺陷波导两侧引入不同的耦合腔，设计了慢光特性较好的波导结构。利用平面波展开法计算波导的色散曲线，并分析慢光模式的群速度和群速度色散特性。耦合腔采用单缺陷腔时，适当调节波导宽度可以获得在零色散点群速度为0.0128c的慢光模式，对应在1.55 μm波长处的带宽为409 GHz。耦合腔采用长轴与波导方向呈60°的双缺陷腔，在超原胞大小为4a×9b（a，b分别为光子晶体在x，y方向的周期）时，通过调整波导宽度，可以获得在零色散点群速度为0.0070c的慢光模式，对应在1.55 μm波长处的带宽为226 GHz。进一步增大沿波导方向上双缺陷腔之间的距离，可以获得在零色散点群速度为0.0011c的慢光模式。同时可以根据具体情况选择合适的波导宽度参数，设计满足不同要求的慢光波导结构。
光通信 光子晶体波导 平面波展开法 慢光 零色散点
研究了三包层WⅠ和WⅡ型单模光纤的波导色散特性.结果发现在相同条件下,三包层WⅠ和WⅡ型单模光纤零色散点的调节范围比传统的双包层W型单模光纤明显增大.详细分析了几何参量P、Q和光学参量R1、R2对单模传输时的波导色散特性和低次模截止频率的影响.所得的研究结果为获得更为理想的色散补偿、色散平坦光纤及设计新型无源光器件提供了重要的依据.计算波导色散的方法可推广到多包层光纤.
导波光学 三包层光纤 波导色散 零色散点 截止频率
