Author Affiliations
Abstract
1 School of Electronics and Information, Guangdong Polytechnic Normal University, Guangzhou 510665, China
2 Guangdong Provincial Key Laboratory of Nanophotonic Functional Materials and Devices, South China Normal University, Guangzhou 510006, China
3 Guangzhou Key Laboratory for Special Fiber Photonic Devices, South China Normal University, Guangzhou 510006, China
4 Guangdong Provincial Key Laboratory of Industrial Ultrashort Pulse Laser Technology, Shenzhen 518055, China
In this work, we demonstrated the double-cladding Tm/Al co-doped photonic crystal fiber (PCF) by laser additive manufacturing. The measurements show that the fiber was heavily doped with a concentration of 2.13% (mass fraction) without any crystallization. The splicing property of PCF was studied, and the integrity of the PCF air holes was maintained during the splicing process. The PCF with combiner pigtail has a splice loss of 0.23 dB. The all-fiber Tm/Al co-doped PCF amplifier system achieves a slope efficiency of 13% at 1948 nm with an output laser power of nearly 1.59 W. An upconversion process was also observed under laser excitation with a 1064 nm pulse. This method provides a new idea to deal with Tm-doped PCF fabrication and promotes the promising application of 2 µm fiber lasers.
photonic crystal fiber laser laser amplification Chinese Optics Letters
2023, 21(12): 121401
强激光与粒子束
2022, 34(5): 051001
Author Affiliations
Abstract
1 Guangdong Provincial Key Laboratory of Nanophotonic Functional Materials and Devices, South China Normal University, Guangzhou 510006, China
2 Guangzhou Key Laboratory for Special Fiber Photonic Devices, South China Normal University, Guangzhou 510006, China
3 Guangdong Provincial Key Laboratory of Industrial Ultrashort Pulse Laser Technology, Shenzhen 518055, China
In this work, we proposed a feasible method to prepare the Bi/Al co-doped silica glass by using laser additive manufacturing technology. Bi was uniformly doped into the silica matrix. The hydroxyl content of the glass sample was measured to be 29.36 ppm. Using an 808 nm laser diode as the excitation source, a broadband near-infrared emission from 1000 to 1600 nm was obtained. The emission peak was centered at 1249 nm, and the corresponding FWHM was more than 400 nm. The results show that the laser additive manufacturing technology is promising to fabricate highly homogeneous Bi-doped core materials with broader emission band, which is beneficial to solving the communication capacity crunch and promotes the development of fiber communication in the upcoming fifth and sixth generation systems.
optical materials bismuth-doped glass broadband fluorescence Chinese Optics Letters
2020, 18(12): 121601
华南师范大学广州市特种光纤光子器件与应用重点实验室, 广东 广州 510006
微结构光纤(MOF)在结构和性能上的优越性引起了国内外光纤研究人员的广泛兴趣,成为光电子学领域的前沿热点,并得到了快速发展。MOF根据结构可分为实芯MOF和空芯MOF,根据传输机理可分为全内反射型MOF、光子带隙型MOF和反谐振MOF等多种类型,在激光技术、光传感技术、光通信技术、光电子集成和光纤器件等领域具有重要应用。本文综述了MOF的发展历程,并对MOF的种类、传输机理、结构设计和拉制进行了全面分析和归纳,为未来MOF的研究及应用提供借鉴。
光纤光学 微结构光纤 带隙微结构光纤 空芯反谐振光纤 稀土掺杂微结构光纤 激光与光电子学进展
2019, 56(17): 170603
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 华南师范大学信息光电子科技学院广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州 510006
2 广东高校特种功能光纤工程技术研究中心, 广东 广州 510006
采用掺杂粉末直拉棒工艺制备了一种小芯径的掺镱光子晶体光纤。以此光纤为增益介质，抽运波长为976 nm，实现了波长为1045 nm 激光连续输出。并研究了抽运功率与光纤长度对激光性能的影响。受限于光纤的小芯径尺寸，该光纤激光器系统激光输出功率最大仅为0.42 W，激光斜率效率仅为33%。实验结果表明，利用掺杂石英粉末直拉棒工艺制备的掺镱光子晶体光纤有望应用于高功率光纤激光器的研制。
光纤光学 掺镱光子晶体光纤 光纤激光器 非化学气相沉积法 掺杂粉末直拉棒工艺
1 燕山大学信息科学与工程学院, 河北 秦皇岛 066004
2 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室, 江苏 南京 210044
3 河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
设计了一种三角形微结构光纤，利用全矢量有限元法对其模式特性进行了研究，发现此类光纤具有C3v 对称性，共支持4 类模式，基模为简并模式。对归一化空气孔直径d/Λ=0.986 不变，空气孔直径d 从10 μm 增大至16 μm时和d=14 μm 不变，d/Λ分别为0.946，0.966，0.986 时，光纤基模的色散特性和基模相位失配特性进行了研究。发现抽运光不变时，光纤结构参数的改变对斯托克斯波位置影响较大，但是反斯托克斯波长位置基本保持不变。利用中心波长为850 nm 的飞秒激光抽运自制的双包层微结构光纤的外包层，进行了四波混频的实验研究，分别在1859 nm 和551 nm 处得到了斯托克斯和反斯托克斯信号，其中反斯托克斯波位置与理论计算结果仅相差3 nm，强度与剩余抽运波强度比值达到73。
非线性光学 微结构光纤 四波混频 相位匹配 模式 色散
华南师范大学 微纳光子功能材料与器件重点实验室，广东 广州 510006
基于反共振反射光波导中的抑制耦合理论，本文设计和制备出一种单空气包层大纤芯的八边形空芯微结构光纤，光纤直径为170 μm，纤芯直径为44 μm，纤芯壁厚为1.2 μm。实验测试结果表明该光纤对于波长为750 nm的光具有良好的导光特性。该空芯光纤结构简单，容易制备，并可设计成大纤芯适用于光泵碱金属蒸气激光、液体填充传感、高功率近红外光能量传输及气体激光器等领域，为探索简易新型空芯微结构光纤打下前期实验基础。
光纤光学 空芯微结构光纤 反共振反射光波导 有限元法 截断法 fiber optics hollow core micro-structured fiber arrow(anti-resonant reflecting optical waveguide) fem(finite element method) cut back method
华南师范大学广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州 510006
采用高温等离子体非化学气相沉积技术与溶液掺杂相结合的方法制备了Yb3+掺杂微结构光纤。该光纤在波长976 nm处的损耗为7.5 dB/m，表明光纤对976 nm波长的抽运光具有较好的吸收效率。为测试所制备光纤的激光性能，分析了该光纤的荧光特性，并搭建了后端抽运飞秒激光放大系统。采用3 m光纤，以脉宽为150 fs，重复频率为50 MHz，中心波长为1030 nm的飞秒激光作为种子光，成功将138 mW的飞秒激光放大到605 mW，且模场呈高斯分布。实验结果验证了该掺杂微结构光纤制备方法的可行性，并为未来探索掺杂微结构光纤制备的新方法，探索高功率Yb3+掺杂微结构光纤飞秒激光放大器和激光器打下了前期基础。
光纤光学 掺Yb3+微结构光纤 非化学气相沉积法 飞秒激光 光纤放大器 光学学报
2014, 34(s1): s106010
1 燕山大学信息科学与工程学院, 河北 秦皇岛 066004
2 燕山大学河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
3 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
4 华南师范大学微纳光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州 510006
利用高频等离子体粉末熔融技术成功制备出镱铝共掺石英玻璃，并对其相关机理和工艺进行研究,解决了镱铝共掺石英玻璃熔点高、难以制备的难题。该技术为拉制大尺寸和多芯掺杂光子晶体光纤提供可能，并可实现多种稀土离子单掺或共掺。通过采用辅助加热和在氧气气氛下熔融，实现了镱铝共掺石英玻璃内气泡的排除，抑制了镱离子的还原。以此玻璃为纤芯利用堆积拉丝技术拉制的镱铝共掺光子晶体光纤在1200 nm波长处的背景损耗值小于0.25 dB/m，并且以此光纤为增益介质搭建的激光系统得到了激光输出。测试结果表明该技术制备的镱铝共掺石英玻璃具有非常好的光学特性。
材料 稀土掺杂材料 镱铝共掺石英玻璃 高频等离子体 粉末熔融技术
