改善光纤倒像器的对比度传递特性

光纤倒像器是一种特殊类型的光纤板，可将传递图像直接倒转180°并应用于像增强器。由于光纤倒像器的特殊结构，造成光纤随着距扭转轴心的距离增加，数值孔径和光通量逐渐下降。相对于光纤板，光纤倒像器在透过率和对比度传递特性上均有一定程度的下降。通过改进玻璃系统，在一定程度上降低芯皮玻璃间离子扩散和相互渗透的程度，可提高光纤倒像器的实际数值孔径；通过调节EMA吸收量，既能满足像增强器对光纤倒像器荧光屏透过率的要求，又能保证最大程度地吸收光纤中逸出的杂散光，提高对比度。选择合理的芯皮比，不仅可弥补因扭转拉伸造成的皮层厚度减薄，还可进一步增加皮层厚度，抑制光从光纤中逸出。通过以上改进，可改善光纤倒像器的对比度传递特性。     

低损耗大模面积W型布喇格光纤

通过有限元法建立模型,讨论了布喇格光纤设计参量对光子带隙的影响,发现当增加掺锗玻璃环的厚度或折射率时,会使带隙移向长波.通过在紧邻纤芯处施加一层掺氟低折射率玻璃,设计了一种大模面积W型布喇格光纤.计算表明:W型布喇格光纤可以有效减小限制损耗,提高光纤的抗弯曲能力.本文设计的布喇格光纤的纤芯直径为30 μm,在波长1.0...     

低损耗硫系玻璃光纤的挤压制备及其性能研究

采用动态蒸馏提纯技术,配合优化的均化熔融和低温焠冷法技术,制备了高纯度的As40S60和As38S62硫系玻璃;通过高效挤压法制备出芯包结构的硫系光纤预制棒;在聚合物——聚醚砜树脂(PES)的保护下拉制出比例精确、离心率接近于0且损耗低的As40S60/As38S62芯包结构的硫系玻璃光纤。挤压过程可基本消除芯包界面的缺陷,从根本上降低了光纤的制备损耗。测试数据表明:经过有效提纯后,As40S60玻璃的红外透射率明显提高,绝大多数杂质吸收峰被消除。对芯包结构光纤输入端涂覆Ga层后,通过截断法进行了损耗测试,该光纤的传输背景损耗维持在0.2dB/m,在4.8μm处获得约为0.13dB/m的最低损耗。     

掺钕磷酸盐异形内包层结构光纤激光的输出

采用堆叠法制作了纤芯直径为20μm的Nd3+离子掺杂磷酸盐玻璃D形双包层光纤,采用793nm半导体激光作为抽运源,测定并分析其光纤激光性能和斜率效率,光纤的最大输出功率为2.52W,斜率效率为41.5%。采用同样的办法进一步制作了六角形、偏心形和圆形内包层结构的光纤,对比研究了内包层结构对光纤输出性能的影响。结果显示相比于其他内包层结构的光纤,D形内包层结构光纤对抽运光的吸收效率更高,有助于光纤激光性能的提高。     

硫系As_2S_3悬吊芯光纤制备及其光谱性能研究

硫系玻璃材料具有极高的线性和非线性光学性能,在此基础上制备的悬吊芯结构的硫系光纤较之石英玻璃光纤或普通结构硫系玻璃光纤具备非线性更高、零色散点可调和红外透过光谱宽等特性,因此在红外波段的光谱展宽及化学生物传感等方面均具有非常重要的应用潜能。根据硫系玻璃悬吊芯光纤及超连续(SC)谱的研究发展,提出一种通过挤压高纯块状硫系玻璃制备理想结构的四孔硫系玻璃悬吊芯光纤的方法。该新型机械挤压法保证了玻璃性能稳定和光纤结构可调的特性。获得了低损耗(波长为3.8μm处的损耗仅为0.17 d B/m)的硫系悬吊芯光纤,此外分别测试了玻璃和光纤的相关光学性能。进一步讨论了As2S3玻璃样品的可见及红外透过性能及光纤的传输损耗谱、传输模式,利用中红外光参量放大激光光源(OPA)抽运光纤,获得了SC谱的产生,其展宽光谱在红外区域最宽可达3000 nm(1500~4500 nm),理论展宽可达6000 nm。     

掺杂对光纤紫外传输性能的影响

对光纤紫外传输特性进行了研究和分析.利用下陷内包层结构设计,对芯层采用不同含量的锗元素和氟元素掺杂,用等离子体化学汽相沉积工艺进行光纤研制,用相同光纤拉丝工艺制备了样品光纤.通过对所制备样品光纤的光学特性、传输损耗谱、紫外传输效率和稳定性等性能的对比分析测试,得到了光纤芯层不同掺杂含量对光纤紫外性能的影响,并使用光纤芯层中的缺陷对这些测试结果进行了分析,结果表明:光纤的紫外传输效率直接受芯层掺锗的影响,但紫外传输稳定性还受到光纤芯层中其他掺杂元素的影响,有新的缺陷产生作用.     

酸溶法光纤传像束材料匹配性设计

为使光纤传像束具有良好的传光、传像性能,需要对原始材料的匹配性进行优化设计.本文引入PbO等阳离子半径大的材料作纤芯,用低折射率SiO2和B2O3材料作包层,选择BaO等酸溶速率高的材料作为酸溶层,研究了纤芯、包层和酸溶层玻璃材料之间物化性能和光学性能的匹配性.通过差热分析和光谱透过率等多种实验手段,对这三种玻璃材料的光学和热学性能进行了测试和分析,优化设计出了酸溶法光纤传像束所需要的原料配方.结果表明:在纤芯、包层和酸溶玻璃材料中分别引入质量分数为45%PbO、60% SiO2和40%（B2O3 +BaO）以上时,酸溶法光纤传像束材料的匹配性最佳,该研究和设计对高质量光纤传像束的制备和应用具有重要意义.     

基于挤压技术的Ge-Te-Se低损耗芯-包结构光纤的制备及其性能

采用化学和物理提纯法制备出透光性较好的高纯度Ge20Te20Se60和Ge20Se80玻璃,分别作为光纤纤芯和包层玻璃基质.利用硫系玻璃的流变特性和黏度对温度的依赖性,用平直模具挤压法制备了完整芯包结构、低结构缺陷、椭圆度较好的光纤.研究表明:对玻璃进行相应提纯后,光纤损耗明显降低,平均损耗为8.5dB/m;在4.25μm处光纤损耗达到最低,为6.8dB/m.平直模具挤压法克服了Te玻璃易析晶的困难,所得到的Te基硫系玻璃光纤芯包层界面清晰、均匀度较好、损耗值较低、满足红外光在理想结构光纤中传输和传感的需求,在中远红外光学领域有一定的潜在应用价值.     

低损耗大模面积W型布喇格光纤

通过有限元法建立模型,讨论了布喇格光纤设计参量对光子带隙的影响,发现当增加掺锗玻璃环的厚度或折射率时,会使带隙移向长波.通过在紧邻纤芯处施加一层掺氟低折射率玻璃,设计了一种大模面积W型布喇格光纤.计算表明:W型布喇格光纤可以有效减小限制损耗,提高光纤的抗弯曲能力.本文设计的布喇格光纤的纤芯直径为30 μm,在波长1.06 μm限制损耗约为0.1 dB/km,且维持单一横模传输.     

双包层光纤折射率研究及纤芯结构优化设计

采用Matlab和Comsol建立单模光纤内激光传输模型,对双包层内光纤折射率和纤芯结构对光能量分布的影响进行了理论研究。系统分析了光纤芯径与数值孔径、归一化频率和功率填充因子的关系,依据得到的结果进一步采用多模物理耦合仿真方法对不同类型的单模双包层光纤纤芯的能量分布进行仿真,探索了不同折射率分布情况对纤芯能量分布的影响。计算和仿真结果表明:凹面折射率分布光纤的光斑模场面积最大,单位面积的功率分布最低。针对大功率光纤激光器的应用需求设计了工作波长为1.064 m、纤芯直径为10 m、凹面直径为8 m、数值孔径为0.12的单模凹面折射率双包层光纤,为提高光纤泵浦效率、降低纤芯的能量密度提供了思路。     

镀金属长周期光纤光栅的研究

提出了矢量法分析和数值计算相结合的方法求解复数域超越方程来得出具有金属外包层的光纤的基模，以及包层模的传输常量。对具有复数折射率(金属)外包层的圆柱形波导(光纤)进行了分析。得出了一些规律性的结论，以此为基础分析了金属外包层对长周期光纤光栅的影响，并做了相关的实验验证。     

空气包层大模场面积掺镱光子晶体光纤研究

采用改进的化学气相沉积法和气相液相混合掺杂技术制备大芯径掺镱石英光纤预制棒, 以此作为有源纤芯制备了纤芯直径约90 μm的掺镱双包层光子晶体光纤, 纤芯组分为镱铝磷共掺.双包层光子晶体光纤的模场面积约1330 μm², 纤芯数值孔径0.065,包层数值孔径0.5.首次实现了国产掺镱光子晶体光纤的高功率高效率激光输出, 1 m长的光子晶体光纤激光器实现102 W 激光输出,斜率效率76%.     

Yb–Er doped composite fiber with silicate clad and phosphate core prepared by stack-and-draw method

We report on a single-clad fiber with heavily Yb–Er-doped phosphate core and silicate clad. The calculated core NA is ~0.11. The diffusion is slight between the core and clad due to the small drawing temperature contrast between the phosphate and silicate glass. A strong ASE was obtained with central wavelength of 1534 nm.     

Design of zero dispersive double clad fiber for high efficiency operation of two color light

A double clad solid silica fiber is newly designed for applications which need the high efficiency operation of two colors of light. Ultrashort pulses with a central wavelength of 800?nm are delivered by the core of the double clad fiber which can realize the transmission of the optical pulses with a net chromatic dispersion of zero. This is achieved by integrating the double clad fiber with a pair of long period gratings, which allows optical pulses to propagate in a higher order mode (LP₀₂) in the middle of the fiber as well as in a fundamental mode (LP₀₁) at the beginning and end of the fiber. The index profile of the double clad fiber is engineered so that the higher order mode has high anomalous dispersion that can be used to compensate for normal dispersion of the fundamental mode. By controlling the lengths of the fiber where pulses are in a fundamental and in a higher order modes, the fiber with total zero dispersion can be realized. The double clad fiber can collect 100?% of visible light within the numerical aperture of 0.21 with a loss of the optical pulses less than 1?%. The design of this fiber is essential for applications including fiber-optic nonlinear imaging for compactness, robustness, and low optical power loss in dispersion compensation.     

双包层大模场面积保偏掺镱光子晶体光纤研究

采用改进的化学气相沉积法和溶液掺杂法制备出掺镱石英光纤预制棒,以该预制棒为有源纤芯制备芯区直径约为30μm的双包层保偏掺镱光子晶体光纤.模拟计算得到该保偏光纤的模场面积约232μm2,双折射系数B为5×10-5.利用该光纤分别进行了脉冲激光和连续激光的放大测试实验,在国内首次实现了高效率的飞秒激光放大,2 m长的光子晶体光纤可得到1.64 W的激光输出,激光放大斜率效率为49.8%.同时5 m长的光纤还能够实现8.12 W的连续激光放大输出,斜率效率达到55.9%,具有较高的斜率效率.此外,该光纤消光比约10 dB,具有良好的保偏特性.     

扩芯光纤原理及其在光器件耦合中的应用

介绍了两种可以增大单模光纤模场直径并出射准直平行光束的扩芯光纤(ECF)的原理和制作方法。分析了单模光纤熔接渐变折射率多模光纤法通过改变渐变折射率多模光纤的长度和自聚焦参量实现模场扩大缩小的原理,制作的扩芯光纤模场直径扩大到16．6μm,出射光束平行效果较好,轴向耦合容限比单模光纤扩大了近6倍。加热扩芯光纤则是通过控制加热温度和加热时间直接使单模光纤掺杂物质发生扩散,从而实现扩束和光束准直,模场直径达到15．4μm,横向、轴向耦合容限都比单模光纤有很大提高。因此扩芯光纤可以简化单模光纤的耦合对准过程,用来制作新型的单模光纤或掺铒光纤连接器,也可以用于其它光器件中与单模光纤的准直。     

石英光纤受γ射线辐照实验

阐述了有机包层和石英包层的石英光纤受辐照的结果,从实验中我们发现低剂量的辐照使光纤的透过率有所上升,简单地分析了其机理,同时阐述了其他中高剂量的光纤辐照结果,得到了一些有益的结论。     

大模场面积掺镱双包层光纤研究

采用改进的化学汽相沉积工艺,沉积了光纤阻挡层和疏松层.结合溶液掺杂技术,研究了疏松层沉积温度、镱铝共掺工艺条件对掺镱浓度的影响,研究了大模场面积纤芯的制备工艺,实现了高浓度大模场面积掺镱双包层光纤的研制.测量并分析了光纤的光学性能参数及其激光特性,光纤芯径达到30 μm,纤芯摻镱浓度提高到4 000 ppm以上,芯数值孔径降至0.07,光纤的模场面积从113 μm2 提高到1 256 μm2,光纤的非线性效应阈值功率由12 W提高到大于128 W.     

大芯径空气包层微结构光纤实现kW级激光传输

kW级高功率激光柔性传输是激光清洗、激光焊接、激光刻蚀等高功率激光加工领域中必备的环节,而实现高功率激光低损耗传输的光纤是其关键器件。目前高功率激光传输光纤采用大芯径传能光纤,仍然存在着弯曲损耗大、柔性差等问题,并且使用过程中要经常维护。华南师范大学特种光纤研究中心提出一种大芯径空气包层微结构光纤,利用包层的空气孔可以极大降低激光泄露的风险,降低光纤制备过程中对耐高温涂敷层的严苛要求,实验结果证实该光纤在室温无制冷条件下可实现kW级激光传输,从而为10 kW级高功率激光柔性传输奠定基础。     

塑料光纤相位调制灵敏度的研究

研究了压电涂层PMMA纤芯塑料光纤中的相位调制.射频信号通过对光纤外层的压电涂层作用,使纤芯中产生应变,从而对光纤中的光信号进行相位调制.数值计算结果表明,与传统的石英光纤相比,PMMA塑料光纤的相位调制的灵敏度要高数十倍以上.