高非线性光子晶体光纤深紫外超连续谱的研究

光子晶体光纤作为光学非线性良好介质,对超连续谱产生具有重要作用。深紫外超连续谱光源在许多应用中有急切的需求,然而由于实验条件和光纤参数等方面的影响,利用高非线性光子晶体光纤产生深紫外(280nm)超连续谱的报道较少。通过理论和实验研究了高非线性光子晶体光纤在深紫外区的频率变换,并分析其产生的物理机理。使用钛宝石飞秒激光器将实验室自制的光子晶体光纤在反常色散区泵浦,研究了不同泵浦功率和泵浦波长对深紫外区超连续谱的影响,结果表明:泵浦波长固定为860nm时,深紫外频率光谱展宽范围随泵浦功率的增加而逐渐展宽;泵浦功率固定为0.4 W时,泵浦波长的增加不仅展宽超连续谱范围而且极大的提高了深紫外区光谱的转换效率。当泵浦波长为870nm,泵浦功率为0.4 W,实验所用光子晶体光纤长度为1.45m,零色散波长为825nm时,光子与色散波的交叉相位调制使深紫外基模超连续谱扩展到最短波长212nm。     

Highly efficient Cherenkov radiation generation in the irregular point of hollow-core photonic crystal fiber

Highly efficient Cherenkov radiation(CR) is generated by the soliton self-frequency shift(SSFS) in the irregular point of a hollow-core photonic crystal fiber(HC-PCF) in our laboratory.The impacts of pump power and wavelength on the CR are investigated,and the corresponding nonlinear processes are discussed.When the average power of the 120 fs pump pulse increases from 500 mW to 700 mW,the Raman soliton shifts from 2210 nm to 2360 nm,the output power of the CR increases by 2.3 times,the maximum output power ratio of the CR at 539 nm to that of the residual pump is calculated to be 24.32:1,the width of the output optical spectrum at the visible wavelength broadens from 35 nm to 62 nm,and the conversion efficiency η of the CR in the experiment can be above 32%.     

传输可见光的空芯光子带隙光纤的研究

利用全矢量平面波展开法(FVPWM)对采用改进的两次堆积法制备的空芯光子带隙光纤进行了数值模拟.在特定传播常数β下，光纤在500—1000 nm的波段内出现多条宽窄不同的有效光子带隙.依据有效折射率的不同，部分带隙中的空气-导模将以不同的形式存在.经过实验测试，发现测得的带隙位置相对于模拟结果向短波段发生了较明显的移动，主要原因被认为是光纤结构的纵向不均匀性和包层节点处间隙孔的存在. 关键词： 空芯光子带隙光纤 全矢量平面波展开法 有效光子带隙 空气-导模     

多孔微结构光纤中飞秒激光脉冲超连续谱的产生

报道了利用800nm飞秒激光脉冲在多孔微结构光纤中产生超连续谱展宽的现象，连续谱展宽范围为440—890nm.基于标量波近似理论对微结构光纤包层的有效折射率和基模的有效面积以及光纤的色散特性进行了计算，发现微结构光纤具有特殊的控制色散和波导特性的能力，对超连续谱展宽的机理进行了初步解释.本文的理论分析和实验结果有较好的一致性，认为即使包层由无序填充气线组成的多孔微结构光纤也可以出现超连续谱展宽效应. 关键词： 多孔微结构光纤 超连续谱 有效折射率 色散     

一种晶体光纤基模色散特性的矢量法分析

利用矢量有效折射率方法(矢量法)对光子晶体光纤基模的色散特性进行了数值模拟，并与双正交归一基矢量法以及标量有效折射率方法(标量法)的模拟结果进行了对比.发现所用矢量法的结果与双正交归一基矢量法的结果符合很好，而标量法在低空气填充率f或较高归一化波数A/λ时是一种较好的近似，在空气填充率f较高或归一化波数A/λ较低时，要得到精确的结果必须利用矢量法对光子晶体光纤的特性进行模拟.讨论了光子晶体光纤包层有效折射率与光纤结构的关系. 关键词： 光子晶体光纤 矢量法 有效折射率 色散     

在溴化钾粉末中掺入大量α-炭化硅压片的异常红外透射光谱研究

在光谱学实践中，通常由于带测样品颗粒在本征吸收峰附近产生可观的附加散射消光，致使表观吸收峰偏离实际位置，从而得到不的光谱，这就是我们常要采取措施尽量避免的克里斯坦森（Christiansen）效,这一就是在制作压片（例如溴化钾）时，待测样品含量要少（少于2％）。在一次实验中，当在KBr粉末中掺入大量（而非正常要求的少许）的α-SiC微粉后，得到了一个在1052.33cm^-1处有一个尖峰的中红外透射谱。我们发现，这个新现象非常有趣，它与克里斯坦森效应表面上相反，但都可用Lorentz色散模型给予精确地解释。于是称它为反克里斯坦森效应，在该效应出现的频率处两种材料的折射率相等，且吸收系数都非常小。这个新现象也非常有意义，它可用来制造新型的带通滤波器以及准确测定某些材料的折射率等。     

Hollow-core tapered coupler for large inner diameter hollow-core optical fibers

A novel hollow-core tapered coupler has been theoretically designed and fabricated by fiber drawingmachine. The coupler's inner wall is coated with a polycrystalline GeO_2 film. The coupling loss ofhollow-core tapered coupler is about 0.2 dB. Hollow-core tapered coupler reduces the transmission loss ofhollow-core optical fiber(HCOF) by 0.5 dB/m, therefore the coupler is suitable for coupling high powerCO_2 laser in industrial application.     

CCD摄像机大视场光学镜头的设计

为提高CCD摄像机的成像质量，同时使镜头结构紧凑、小型化，在大视场光学镜头的设计中，引入标准二次曲面和偶次非球面。根据初级像差理论，分析了非球面的位置、初始结构参数的求解规律。通过理论计算和ZEMAX光学设计软件的优化，给出工作波长为0.4～0.7μm、全视场角为80°，相对孔径为1∶1.5的镜头设计实例。该镜头由7块镜片组成，包括一个标准二次曲面和两个8次方非球面；在40lp/mm空间频率处的MTF值超过0.85，全视场畸变小于3％，像质优良     

Investigation on Guided-Mode Characteristics of Hollow-Core Photonic Crystal Fibre at Near-Infrared Wavelengths

Guided-mode characteristics of hollow-core photonic crystal fibre （HC-PCF） are experimentally and theoretically investigated. The transmission spectrum in the range from 755 to 845nm is observed and the loss is measured to be 0.12dB/m at 800nm by cut-back method. Based on the full-vector beam propagation method and the full-vector plane-wave method, the characteristics of mode field over propagation distance 1 m are simulated, and the results show that the propagation efficiency can be above 80%. Compared with the fundamental guided mode well confined in air core within shorter propagation distance, the second-order guided mode leaks into the cladding region and gradually attenuates due to larger refractive index difference. The primary loss factors in HC-PCF and the corresponding solutions are elementarily discussed.     

光子晶体光纤中超连续谱的研究进展与应用

利用光子晶体光纤(photonic crystal fiber,PCF)产生超连续光谱是目前光通信光电子器件领域的一个研究热点,文章系统地介绍了石英光子晶体光纤和非石英软玻璃光子晶体光纤中产生超连续谱的理论和实验研究成果.对于石英光子晶体光纤主要介绍了实芯光子晶体光纤、空芯填充光子晶体光纤和锥形光子晶体光纤产生超连续谱的研究成果,分类介绍了其超连续谱产生的特点.对于非石英光子晶体光纤主要介绍了某些铅硅酸盐玻璃和亚碲酸盐玻璃光子晶体光纤超连续谱产生的特点.最后介绍了超连续谱的应用和发展前景.