矩形晶格高偏振、低损耗铋锗镓光子晶体光纤的结构设计及性能分析

非对称结构光子晶体光纤应用广泛。其良好的偏振特性、灵活的色散调控能力以及低限制损耗品质,对于优化与改善偏振光纤器件、非线性光学光纤、光通信光纤、光纤传感器等性能发挥着关键的作用。选用高折射率铋锗镓激光玻璃为材料,设计了八边形阵列、矩形晶格排列的光子晶体光纤,纤芯缺陷区包层及外包层均为圆形空气孔。模拟实验数据显示,结构参数为M=0.5,0.6时,在波长为1.55 μm处的双折射系数分别为1.16×10⁻²和1.33×10⁻²;在近红外波段短波区,矩形晶格结构光子晶体光纤的色散范围分别在±30 ps·nm⁻¹·km⁻¹之间及−18～32 ps·nm⁻¹·km⁻¹之间。色散斜率较低,曲线具有零色散点,展现了良好的连续谱调控能力;在1.00～1.90 μm波段内,当M=0.5,0.6时,光纤限制损耗稳定在10⁻⁷～10⁻⁹ dB·km⁻¹之间;在1.55 μm处,限制损耗测量值分别为2.32×10⁻⁷和1.62×10⁻⁸ dB·km⁻¹。     

偶氮材料中双波长共存的图象研究

测量了偶氮材料MO/PVA和EO/PVA的光致双折射,其值约为δ_n=2.7×10^-3.在同偏振态两路简并四波混频光同时作用于样品同一区域的条件下,研究了该材料的双波长共存特性,记录了光点存储和图象存储,并分析了双波长共存的竞争机制.     

一种带葡萄柚空气孔的高双折射ZrF_4-BaF_2-LaF_3-AlF_3-NaF光子准晶光纤

提出了一种具有二重对称性的ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF(ZBLAN)氟化物玻璃基的光子准晶光纤.光纤结构是以ZBLAN氟化物玻璃为背景材料,外包层由圆形空气孔以正方形与正三角形分布组成的基本单元构成,在芯区两侧引入两个对称的葡萄柚空气孔,以增加光纤的双折射.应用全矢量有限元法,研究了光纤的双折射和限制损耗特性与结构参数的关系.通过优化光纤结构参数,在1800—2200 nm的波长范围内获得了具有单模传输特性的高双折射光纤,其模式双折射高达10-2,比普通保偏光纤高出两个数量级,与目前报道的采用椭圆空气孔微结构光纤获得的高双折射具有同样的量级.但与具有椭圆空气孔微结构光纤相比,提出的光纤结构更易于制作.研究结果为开辟2μm波段光器件的研究做出了有益的探索.     

一种基于肖特玻璃的新型高双折射光子晶体光纤

设计了一种基于肖特玻璃SF57的新型高双折射光子晶体光纤,在纤芯和包层同时引入椭圆空气孔,并且在包层的最内层对称地引入两个圆形空气孔.通过改变空气孔的间距和椭圆率,采用全矢量有限元法研究了该光纤的双折射、限制损耗和色散特性.数值研究发现,在纤芯中引入小椭圆空气孔,可极大地提高双折射的数值.通过优化光纤的结构参数,当孔间距Λ为1.60μm,椭圆率η为0.5时,在波长1.55μm处,双折射高达5.22×10-2,限制损耗低至8.82×10-10dB/m,且该光纤在1.0~2.2μm的波长范围内保持正常色散,可用于宽带色散补偿.该设计对研究新型背景材料的光子晶体光纤具有一定的意义.     

单轴各向异性晶体纤芯偏振光传播特性分析

提出了一种光纤芯为单轴各向异性晶体、光轴方向为x轴、包层为各向同性材料的新型光纤模型。应用波导方程近似地求出光纤内场强分布,利用数值模拟分析了o光和e光的传播常数β随归一化频率V变化的色散曲线。进一步分析了光纤芯半径对o光和e光的色散方程的影响,结果表明光纤芯半径对o光和e光截止频率没有影响。基于以上特性,分别讨论了o光和e光传播常数β随光纤芯半径变化的曲线。通过分析光纤介电常数对色散曲线的影响,表明当入射光的归一化频率在一定范围内时,通过改变x方向和y方向介电常数的比值可以改变光纤内传播光的偏振方向。研究结果为设计偏振光纤提供了理论依据。     

椭圆空气孔矩形结构光子晶体光纤的高双折射及限制损耗分析

提出了以包层为椭圆空气孔的矩形结构光子晶体光纤,采用有限元法分析了光子晶体光纤的双折射和损耗特性.研究表明:当光子晶体光纤中心缺失两个空气孔,即Λx=1.0μm,Λy=2.0μm时,在1.55μm处双折射可以达到1.98×10-2;在芯区引入小的椭圆空气孔时,双折射与引入椭圆空气孔的大小、长短轴的比例和空气孔的位置有关;芯区引入空气孔后,使光模场发生了形变,同时减少了向包层的泄漏,其损耗相比未引入空气孔小;增加包层的层数,发现包层层数对光纤双折射和损耗几乎没有影响,当包层层数N4时,损耗小于10-3量级.     

基于Sagnac环可调谐光梳状滤波器特性研究

提出了一种基于Sagnac环干涉结构的光梳状滤波器。该结构利用保偏光纤双折射效应产生梳状滤波响应,通过控制Sagnac环内相位调制器的驱动信号实现光学滤波器陷波深度与滤波波长的独立调谐。利用Jones矩阵对所提出的Sagnac环光滤波器的滤波响应函数进行研究,通过分析得到光滤波器的陷波深度和滤波波长分别与射频信号和直流偏压之间的关系。在此基础上构建实验链路,验证了系统的理论分析,实现了光滤波器陷波深度在0dB~30dB范围内的灵活控制;通过设置直流偏压在0~12V范围内变化,实现了光滤波器滤波波长在一个自由光谱范围(0.5nm)内的连续可调,波长调谐效率为0.043nm/V。     

一种新的非相干-相干光学转换方法

报道了一种新的非相干-相干光学转换方法,该方法是基于对介质中光致双折射的局部擦除.所用样品为一种含偶氮基侧链聚合物液晶薄膜,该液晶薄膜具有显着的光致双折射和永久光学存储特性.将样品放置在两块相互正交的偏振片之间,用线偏振光在样品中产生稳定的双折射,然后通过入射的非相干图象进行局部地擦除,相干图象由一束He-Ne激光读出.所得相干图象为入射的非相干图象的负片.     

超导接收前端用制冷HEMT低噪放电控组件设计

超导接收前端以超导滤波器和高电子迁移率晶体管(HEMT)低温放大器构成核心微波电路,其HEMT放大器在低温下拥有极低的工作噪声,但对偏置供电的要求很高,只有在特定偏置下,系统才拥有最佳的工作稳定度、高增益和低噪声。本文针对多信道超导接收前端,设计了一种多通道、模块化,带程控通讯的超导接收前端用HEMT低噪放电控组件,为设备核心射频通道提供供电、切换和远程控制。其供电偏置可调、供电纹波≤3 mV,并提供多路TTL电平接口,支持RS485数据通讯控制,便于模块化安装,在超导接收前端分机中工作状况良好。     

真空机组循环水控制装置

设计了真空机组的电控装置和循环水冷却装置．电控装置使实验简化，避免了错误地开关冷却水；冷却装置通过水蒸发表面降温实现了循环水的冷却，节约了真空实验用水．