一种双零色散光子晶体光纤的高非线性研究

运用多极法,通过优化孔节距和包层空气孔半径设计了一种具有双零色散波长的高非线性光子晶体光纤,利用分步傅里叶方法数值模拟了超短脉冲在其中传输的情况,发现经过传输,两个零色散波长之间的主要能量被转换至位于正常色散区的两个边带峰处.泵浦的转化率很高,以至于多于99%的光能都被转移至两边带峰,且两边带峰很平坦,它们对波长波动,但对脉冲能量和泵浦脉冲的啁啾不敏感,这就产生了高稳定性的谱带.     

光子晶体光纤超连续谱的孤子俘获数值研究

通过数值求解广义非线性薛定谔方程, 本文对光子晶体光纤中超连续谱的孤子俘获现象进行研究. 利用交叉相关频率分辨光学开关(X-FROG)技术, 观测并记录了超连续谱沿着光纤长度的演化, 得到孤子俘获的整个过程. 研究发现: 当满足相位匹配条件时, 孤子与非孤子辐射波发生四波混频, 产生的俘获波频谱随着孤子红移而逐渐蓝移; 增加抽运功率, 孤子与俘获波的作用增强. 为可调谐超短脉冲和超连续谱研究提供理论依据.     

光子晶体光纤中高效的反斯托克斯信号产生

基于四波混频的反斯托克斯变换, 被广泛应用于短波辐射高分辨率成像以及直接激发分子的电子跃迁等方面. 为了实现更加高效的反斯托克斯变换, 利用中心波长为810 nm脉冲宽度为120 fs的钛蓝宝石(Ti: sapphire)飞秒激光器作为抽运光源, 在长度为0.5 m和3 m的光子晶体光纤中分别实现了高阶模和基膜的简并四波混频. 实验中, 采用的光子晶体光纤的零色散波长在820 nm附近. 在基模相位匹配条件下, 在560 nm附近实现了高效地反斯托克斯信号的产生, 反斯托克斯信号与残余抽运信号的最大功率比为33:1; 反斯托克斯信号和斯托克斯信号的最大功率比25:1; 反斯托克斯信号最大功率转换效率P_a/P_p0为34%. 抽运波长从790 nm逐渐增加到810 nm过程中, 在长为3 m的光子晶体光纤中相位从不匹配状态转化为高阶模匹配状态后, 再转化为基模匹配状态. 通过实验研究得出了相位匹配程度随抽运功率、波长和光纤长度的变化规律, 同时分析了造成理论计算与实验结果存在差异的主要因素. 本文为研究在光子晶体光纤基模中实现相位匹配和产生高效反斯托克斯信号提供了理论和实验依据.     

掺Er3+镉硅酸盐玻璃的波长转换特性

用高温熔融法制备了不同Er3+浓度掺杂的SiO2-Al2O3-CdO-Li2O-K2O-Na2O玻璃样品,测试了其吸收光谱和发射光谱。研究结果表明:在365nm激发下,玻璃样品发射绿光,发射峰强度随着Er3+浓度的增加具有先增加再减小,最后快速增长的关系;在488nm激发下,样品除发射绿光外,还发射较强的731nm红光,且Er3+掺杂浓度为0.2mol和0.4mol时,其发射峰值强度基本相同;可以通过调整Er3+掺杂浓度,进而获得高强度荧光发射。     

稀土掺杂硼硅酸盐玻璃的532 nm激光防护特性

采用高温熔融法制备了15种1.5 mol%浓度的单一稀土掺杂CaO-SiO2-B2O3-Al2O3-Na2O硼硅酸盐玻璃样品,并通过3种实验研究了它们的532nm强激光的激光防护特性.通过测试透射谱发现,只有3种激光玻璃(Nd、Er和Ho掺杂激光玻璃,称其为Ⅰ类玻璃)的透射谱在532 nnl附近有显著的吸收结构,因而预期Ⅰ类玻璃在532 nm附近有比其它12种(称其为Ⅱ类玻璃)大的三阶光学非线性吸收系数.通过开孔Z-扫描技术实验证实了上述预期,并得到Nd掺杂玻璃具有最大的三阶非线性吸收系数β为6.55×1011m/W.通过光限幅实验进一步地确认Ⅰ类激光玻璃在20×1012 W/m2以下就能展示532 nm激光防护作用,而Ⅱ类玻璃的防护作用范围为20～30×1012W/m2.     

Photoluminescence of an Yb3+/Al3+-codoped microstructured optical fibre

An Yb 3+ /Al 3+-codoped microstructured optical fibre is prepared based on photonic crystal fibre technology.The characteristic spectra of preforms and fibres are experimentally investigated.The results show that under a 971 nm excitation,besides the known infrared fluorescence luminescence around 1050 nm,a blue luminescence peak at 486 nm is obtained.Moreover,an unexpected emission peak at 730 nm is also observed.The photoluminescence mechanism of an Yb 3+ /Al 3+-codoped microstructured optical fibre is discussed.The emission peak at 486 nm is attributed to the cooperative upconversion resulting from pairs of Yb 3+ ions,and the emission peak around 730 nm is ascribed to the stimulated Raman scattering because of nonlinear effects of microstructured optical fibre.The Yb 3+ /Al 3+-codoped microstructured optical fibre is promising for varieties of applications from laser printing and optical recording to cancer treatments,such as photodynamic therapy.     

微结构光纤预制棒拉制过程的温度场分布

根据非稳态傅里叶热传导方程及微结构光纤(MSF)预制棒的初始条件和边界条件，建立圆柱形坐标系，推导出MSF预制棒的温度场分布方程.计算结果表明：当MSF预制棒在高温炉内的温度场分布接近热传导稳态分布时的下棒速度为制备MSF的最佳速度，此时高温炉的加热温度可降低到MSF预制棒的软化温度，另外，随着MSF空气填充率的增加，MSF预制棒的下棒速度也应加快. 关键词： 微结构光纤 光纤预制棒 温度场分布 热传导     

Mathematical Model for Fabrication of Micro-Structure Fibres

Using the classic principles of mechanics, we discuss the shape transformation of the micro-structure fibre preform under high temperature of the fibre drawing process, which leads to the theoretical relations among the structural diameter of the micro-structure fibre, the drawing technical parameter, and the physical constant of the microstructure fibre material. The theoretic values are basically in agreement with the experimental results.     

GeO2—Sb2O3—K2O玻璃空芯光纤材料的光学特性研究

系统地研究了传输ＣＯ２激光用的新型光材料ＧｅＯ２－Ｓｂ２Ｏ３－Ｋ２Ｏ玻璃空芯光纤的光学特性。通过理论计算，得到了该材料ｎｒ＜１的波长范围，消光系数Ｋ和损耗数ａ，通过工艺和材料的选择，使ａ理论值达到０．０５ｄＢ／ｍ。同时讨论了ＨＥ１１，ＴＭ０１，ＴＥ０１模式损耗和频率的关系。     

非均匀微结构光纤中双折射现象的研究

报道了利用飞秒脉冲激光与非均匀微结构光纤相互作用中产生超连续光谱后在非均匀微结构光纤传输中双折射拍频现象的研究.利用35?fs的飞秒激光脉冲在高双折射微结构光纤中的传输过程中直接观察到了拍频现象.并利用有限元方法对该光纤进行了模拟计算分析，计算得出在600?nm处拍频长度为毫米量级.所得结果与实验一致. 关键词： 双折射效应 微结构光纤 超连续光谱 有限元法