Design and fabrication of Panda-type erbium-doped polarization-maintaining fibres

To obtain the stable operation of erbium-doped fibre laser, the simple and ideal technology is adopted by use of the erbium doped polarization maintaining fibre (EDPMF). The design criteria of the Panda-type EDPMF are presented, which take into account the cutoff wavelength, mode field diameter, modal birefringence and background loss. Four groups of optimum structural parameter combinations are determined in terms of the design criteria. Two kinds of the Panda-type EDPMFs are selected to be fabricated. The fabrication process and the parameter control of the Panda-type EDPMFs are presented in detail. Their refractive index profiles, birefringence and absorption spectra are experimentally investigated. The absorption coefficient of the EDPMF, whose core is co-doped with Bi, Ga, Al and Ge, is about 57.9dB/m at 1.53\mum. Co-doping Bi, Ga and Al can greatly increase the erbium concentration in the silica-based fibre. The high birefringence is obtained for the Panda-type EDPMF. The group birefringence of the EDPMF, whose outer cladding diameter is 125\mum, is about 4.8\ti10^-4.     

一氧化氮的衰荡质谱

首次在时间飞行质谱仪上观测到波形拖长 1 1ns的NO衰荡质谱 .使用偏离腔镜反射率高峰平台区波长的激光入射 ,通过腔内倍频 ,增强多光子共振电离信号 ,实现了多光子共振电离技术和衰荡光谱技术有效结合 ,为瞬态分子结构研究提供了一个新方法     

用于制作光子晶体光纤的毛细管的拉制理论与实验分析

根据流体力学的相关理论建立了毛细管拉制过程的简化模型.首先通过理论计算,分析了毛细管制作中的各种工艺参量,如控制参量、设备参量、预制棒结构参量等,对最终毛细管结构的影响.在本文讨论的工艺下,毛细管结构的相对缩塌不可避免,而工艺参量的调整仅可以在一定程度上改善结构的变化.最后通过具体的拉制实验与理论计算进行了比较分析,二者取得了很好的一致性,验证了计算模型的可靠性.相关结论可推广到光子晶体光纤的制作中,有很好的工艺参考价值. 关键词： 光子晶体光纤 毛细管 制作理论 工艺参量     

多芯双包层光纤激光器相干合束纤芯最优化排布

 基于衍射理论推导出多芯双包层光纤激光器的远场相干光光强理论模型，并在此基础之上，系统地分析比较了纤芯不同排布方式的合束效果，重点研究了纤芯的单层圆环排布、多层圆环排布、方形排布、正六边形堆积排布4种方案的合束效果，及在一定纤芯排布下纤芯直径、纤芯轴间距、出射平面与衍射平面间距离、波长对合束效果的影响。研究发现：在纤芯数目一定的情况下，单层圆环排布的合束效果最优，其次是方阵排布；纤芯数目越多，截面利用率越高，可获得更大合束最大光强；方阵排布方式及正六边形堆积排布方式可有效提高截面利用率；增大纤芯直径，减小纤芯轴间距、减小出射平面与衍射平面间的距离、减小波长可以获得更好的合束效果。     

同时测量扭转角度和扭转方向的侧漏光子晶体光纤扭转传感器

基于所研制的侧漏型光子晶体光纤,提出并构建了出一种同时检测扭转角度 和扭转方向的高灵敏度Sagnac干涉仪型光纤扭转传感器.顺时针扭转时, 传感器传输谱向短波长方向偏移;逆时针扭转,向长波长方向偏移. 对传感器扭转特性的实验研究结果表明,构成Sagnac干涉仪的侧漏型光子晶体光纤的长度, 对扭转敏感系数和扭转角度测量范围起着决定性作用.当光纤长度较短时, 扭转传感器具有较大的扭转灵敏度,但扭转角度测量范围较小;光纤长度增加时,扭转灵敏度减小, 扭转角度测量范围增大.当构成Sagnac干涉仪的侧漏型光子晶体光纤长度为14.85 cm时, 传感器的扭转敏感系数可达到0.9354 nm/(°),扭转角度测量范围为-90°—90°; 光纤长度为32 cm时,最大扭转敏感系数降为0.2132 nm/(°), 扭转角度测量范围扩展至-180°—180°. 采用二维测量矩阵法可以有效排除温度对扭转角度的测量的影响. 关键词： 光纤传感器 侧漏型光子晶体光纤 扭转传感器 Sagnac干涉仪     

Influence of Deformation Holes on Properties of Photonic Crystal Fibres

Deformation of some air holes often occurs during the fabrication process of photonic crystal fibres （PCFs）. Effects of the location and size of deformation holes on the properties of actual triangular lattice PCFs are investigated in detail. Numerical results demonstrate that the properties of PCFs, especially birefringence, are sensitive to the location and size of deformation holes. These would be very helpful to improve the fabrication technique of the PCF and also offers an efficient way to design high birefringence PCF.     

“机器微纳光学科学家”:人工智能在微纳光学设计的应用与发展

微纳光学材料与器件是光通信、光传感、生物光子学、激光、量子光学等诸多光学领域的关键.目前微纳光学设计主要依赖传统数值方法,存在依赖计算资源、创新效率低、得到全局最优设计困难的难题,是当前微纳光学设计的瓶颈.人工智能(artificial intelligence,AI)目前已经在多个学科开展应用,带来了科学研究的新范式.本文从微纳光学设计对象、数据集构建、学习任务与算法以及性能度量四个方面对AI在微纳光学设计领域的应用进行综述.对AI在微纳光学研究中的难点及未来的发展趋势进行了分析与展望.     

红外水份测量仪的改进

对传统的红外水份测量仪进行了改进 .采用二级半导体制冷代替传统的一级半导体制冷加水冷的结构对红外探测器进行精密的温度控制 ,有效地抑制了探测器的热噪声 ,增强了测量信号 ,提高了信噪比 .系统的成本大为降低 ,效率和可靠性也得到提高 .同时采用Boxcar积分器对测量信号进行多次累加平均 ,进一步有效地提高了信噪比 .水份测量精度控制在 0 .3%以内 .     

等效折射率模型研究光子晶体光纤的色散特性

应用等效折射率模型对折射率导模光子晶体光纤的群速度色散特性进行了详细的讨论。由于光子晶体光纤由单一材料(SiO2)制成,光纤的波导色散决定了总色散,因此讨论中将群速度色散分解为波导色散和材料色散,研究了波导色散与光子晶体光纤的结构参量孔距∧、相对孔径f的关系。分析表明,在f一定的情况下,光子晶体光纤的波导色散与孔距∧的关系符合麦克斯韦方程的比例性质;而在孔距∧确定的情况下,光子晶体光纤的波导色散的零点、极小值点位置与f在所讨论的波长范围内存在线性关系。最后举例说明了通过调整光子晶体光纤的结构参量,可以灵活地设计其色散特性。     

利用超格子模型对布拉格光纤的研究

为了研究布拉格光纤的模式特征和传输特性,提出了超格子模型,利用傅里叶级数表示光纤横向折射率分布,利用平面波展开法分析布拉格光纤的能带结构,基于厄米-主斯函数的局域正交函数展开法,从全矢量耦合波动方程出发,得到关于模式传播常量和电场展开系数的本征方程,从而分析布拉格光纤的模式特征。以高折射率芯布拉格光纤为例,实现了该算法,得到基模与二次模的横向电场分布、基模色散曲线和模式双折射。基模的模式双折射可用于衡量算法的精度,结果表明该算法精度较高。超格子模型不仅可以用于研究高折射率芯布拉格光纤,而且同样可以研究低折射率区域导光的布拉格光纤。