中国建筑材料科学研究总院,绿色建筑材料国家重点实验室,北京 100024
本文通过熔融金属法在线制备镀锌石英光纤,并探究涂覆温度对镀锌石英光纤表面质量和力学性能的影响。通过图像处理软件统计镀层包覆率,通过扫描电子显微镜、偏反光显微镜和激光共聚焦显微镜分别测量镀层厚度、晶粒尺寸和粗糙度,发现随着涂覆温度的升高,镀层包覆率和镀层厚度均减小;镀层凝固时间延长,晶粒尺寸增大;镀层粗糙度逐渐增大。通过抗拉试验机测量镀锌石英光纤的最大拉断力,与裸光纤相比,提升了139%。
镀锌石英光纤 熔融金属法 涂覆温度 镀层包覆率 界面结合 抗拉性能 Zn coated silica fiber molten metal method coating temperature coating coverage rate interface combination tensile property
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physical Sciences, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
2 Key Laboratory of High Power Laser Materials, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
3 Accelink Technologies Co., Wuhan 430000, China
4 Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences, Hangzhou 310024, China
5 College of Materials Science and Opto-Electronic Technology, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
In this Letter, the optical amplification characteristics of the home-made Bi/P co-doped silica fiber were systematically explored in the range of 1270–1360 nm. The maximum gain of 24.6 dB was obtained in the single-pass amplification device, and then improved to 38.3 dB in the double-pass amplification device for signal power. In addition, we simultaneously investigated the laser performance of the fiber with the linear cavity. A slope efficiency of 16.4% at was obtained with a maximum output power of about 133 mW under the input pump power of 869 mW at 1240 nm. As far as we know, it is the first laser reported based on the bismuth-doped fiber in China.
Bi/P co-doped silica fiber fiber amplifier O-band amplification fiber laser Chinese Optics Letters
2023, 21(5): 050601
中国科学院西安光学精密机械研究所光子功能材料与器件研究室,西安 710119
石英光纤传像束在医疗诊断、工业设备探伤、电力设施监测、大视场成像等领域具有重要应用。本文利用溶胶凝胶法在像元单丝间隙中引入吸收剂,解决了传像束光串扰难题。采用一次复丝工艺,制备出外径为600 μm、像元为15 000的石英光纤传像束,像元单丝直径约4.4 μm,分辨率约为113 lp/mm。结果表明,传像束无暗丝、断丝,成像清晰,无畸变,达到了商品化使用需求。
光纤传像束 石英光纤 高分辨率 复丝法 溶胶凝胶法 吸收剂 coherent fiber bundle silica fiber high resolution multiplefiber method solgel method absorbent
Author Affiliations
Abstract
Laboratory of Specialty Fiber Optics and Optical Access Networks, School of Communication and Information Engineering, Shanghai University, Shanghai 200444, China
We fabricate a high-performance Bi/Er/La co-doped silica fiber with a fluorescence intensity of and a gain coefficient of 1.9 dB/m. With the utilization of the fiber as a gain medium, a linear-cavity fiber laser has been constructed, which exhibits a signal-to-noise ratio of 74.9 dB at 1596 nm. It has been demonstrated that the fiber laser has a maximum output power of 107.4 mW, a slope efficiency of up to 17.0%, and a linewidth of less than 0.02 nm. Moreover, an all-fiber single-stage optical amplifier is built up for laser amplification, by which the amplified laser power is up to 410.0 mW with pump efficiency of 33.8%. The results indicate that the laser is capable of high signal-to-noise ratio and narrow linewidth, with potential applications for optical fiber sensing, biomedicine, precision measurement, and the pump source of the mid-infrared fiber lasers.
Bi/Er/La co-doped silica fiber high signal-to-noise ratio laser narrow linewidth Chinese Optics Letters
2022, 20(5): 051402
1 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室,湖北 武汉 430070
2 华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室,广东 广州 510640
光纤隐失波传感器具有设计简单、灵敏度高、易与其他传感技术相结合的特点,被广泛应用于生物和化学传感领域。概述了光纤隐失波传感的定义和常用的光纤种类;总结了光纤隐失波传感器的优化方法和原理;回顾了石英光纤以及硫系光纤在生化传感领域的研究进展,并展望了今后的发展方向和趋势。
光纤光学 石英光纤 硫系光纤 隐失波传感 生化传感器 激光与光电子学进展
2021, 58(3): 0300005
上海大学 上海先进通信与数据科学研究院, 上海200444
普通单模光纤的喇曼增益低, 严重制约了喇曼放大器的发展。因此, 研究高喇曼增益的光纤具有重要意义。研究了硫化铅掺杂石英玻璃光纤的喇曼散射增强特性。采用改进的化学气相沉积(MCVD)法分别制备出硫化铅掺杂石英玻璃光纤和普通单模光纤样品, 并测得其传输损耗谱和喇曼光谱, 实验结果表明: 硫化铅掺杂石英玻璃光纤具有更强的喇曼散射强度。在不同的泵浦功率条件下, 分别进行了喇曼放大实验, 相比于普通单模光纤, 硫化铅掺杂石英玻璃光纤具有更大的喇曼增益。
石英玻璃光纤 硫化铅掺杂 喇曼散射 喇曼增强 喇曼增益 silica fiber PbS-doped Raman scatting Raman enhancement Raman gain
华中科技大学武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430074
掺铥光纤激光器在医疗、塑料焊接、激光雷达和光学参量振荡等领域有着重要应用。介绍了掺铥石英光纤、高功率连续掺铥光纤激光器和脉冲掺铥光纤激光器最新研究进展,分析和讨论了掺铥光纤激光器的发展和技术瓶颈,分别从光纤设计、抽运方式以及激光器结构三个方面提出优化和调整,通过改善掺铥光纤激光器的热管理和非线性效应,实现更高输出功率的掺铥光纤激光器。
激光器与激光光学 掺铥石英光纤 掺铥光纤激光器 连续激光 脉冲激光 激光与光电子学进展
2018, 55(5): 050004
1 西北大学 光子学与光子技术研究所, 西安 710069
2 西北大学 陕西省光电子技术重点实验室,西安 710069
提出了一种基于高掺杂硅酸盐增益光纤、输出波长为1 064 nm的超短腔单频光纤激光器.该单频光纤激光器采用分布布拉格反射式腔型结构,有效腔长为2 cm,其增益介质为1.1 cm长的高浓度掺Yb3+光纤.通过恰当的温度控制,获得了线宽为4.8 kHz的稳定单频激光输出.当注入泵浦光为378 mW时,输出功率为13 mW,斜效率为3.4%.在频率大于1 MHz时,测得该光纤激光器的相对噪声强度值约为-132 dB/Hz.采用主振荡功率放大结构,对该单频光纤激光器的输出功率进行放大.当放大增益光纤长度选取为56 cm时,得到了325 mW的最大输出功率,其斜效率为52.8%.
光纤激光器 单频 分布布拉格反射式 掺镱硅酸盐光纤 超短腔 主振荡功率放大 Fiber laser Single-frequency Distributed Bragg reflector Yb-doped silica fiber Ultrashort cavity Master oscillator power amplifer
1 南京理工大学 化工学院, 江苏 南京 210094
2 上海航天动力技术研究所, 上海 201109
高功率密度脉冲激光的光纤耦合性能一直制约着激光飞片起爆技术的工程化应用。针对106 W/cm2级功率密度脉冲激光在光纤中的耦合特性, 设计了一套光纤对准夹具, 用于开放光路下脉冲激光的光纤耦合。使用波长为1 064 nm, 脉宽6 ns的调Q脉冲Nd:YAG激光, 研究了其在大功率石英光纤和AgI/Ag空芯光纤中的能量传输效率和损伤阈值。结果显示: 在焦点前后10 mm范围内, 石英光纤的传输效率平均值为76.2%, AgI/Ag空芯光纤的传输效率平均值为61.8%; 在焦点前2 mm处, 测得石英光纤损伤阈值为22.3 mJ, AgI/Ag空芯光纤损伤阈值为29.4 mJ。通过对比结果可知, AgI/Ag空芯光纤拥有较高的损伤阈值, 然而AgI/Ag空芯光纤的传输效率比石英光纤低约15%, 其工程化应用潜力还有待进一步开发。
光纤传能 高功率激光 空芯光纤 石英光纤 fiber optic transmission high power laser hollow fiber silica fiber 红外与激光工程
2016, 45(12): 1221002