上海交通大学 物理系区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室,上海 200240
回顾了基于受激布里渊散射(SBS)的光纤激光器和放大器的研究进展及其应用。由于受激布里渊散射固有的独特性质,光纤布里渊激光器(FBL)和放大器(FBA)在许多领域中有着重要的应用。特别是它们在光信号慢光缓存、超窄线宽激光光源、多波长光纤激光器、光生微波信号的应用开拓近年来引起了广泛的关注,重点回顾了这些研究领域中应用及研究的最新进展。由于光纤布里渊激光器和放大器具有一系列优异的特性,在全光通信、相干光通信及光纤传感等领域中具有日益广泛而重要的应用前景。
光纤光学 受激布里渊散射 光纤激光器 多波长激光器 慢光 光纤布里渊放大器 光生微波信号
1 上海交通大学 物理系,上海 200240
2 复旦大学 先进材料实验室,上海 200433
二次电光效应是有机聚合物材料一种重要的电光特性,利用这种特性可以制备有机聚合物电光调制器等电光器件。有机聚合物材料的二次电光系数是衡量其二次电光效应的一个重要参数,其可以用一个6×6阶的张量来表示。利用该张量的对称特性、各个元素之间的已知关系以及折射率椭球公式,本文提出了一种基于衰减全反射(ATR)技术的测量有机聚合物二次电光系数的方法。在测量中,通过选用TM偏振光以及TE偏振光作为测量光束,可以分别获得二次电光系数张量中S11以及S12元素。利用已知关系,可以计算得到S44以及直流克尔系数。从而得到二电光系数张量中所有元素的值。
导波光学 导波光电子器件 衰减全反射 二次电光系数 直流克尔系数 guided-wave optics guided-wave optoelectronic devices attenuated-total-reflection quadratic electro-optic coefficient DC Kerr coefficient
1 江西师范大学物理与通信电子学院, 江西 南昌 330022
2 上海交通大学导波光电子器件实验室, 上海 200240
利用自由空间耦合技术,用超短脉冲激发亚毫米尺度对称金属包覆波导中的超高阶导模,提出一种脉冲展宽的新方法。由于超高阶导模的强色散性质,经过短距离的传输,即可使脉冲宽度迅速展宽。理论分析表明,1 ps的光脉冲在光波导中传输毫米量级距离后,脉冲展宽因子可达到1000倍。
激光技术 对称金属包覆介质波导 脉冲展宽 自由空间耦合技术 超高阶导模
在表面等离子波显微技术(SPM)的基础上,提出了一种新的反射型波导显微理论,并且进行了实验研究.这种显微技术采用棱镜波导耦合结构,在棱镜下底面依次镀有金属膜-波导层-样品层.利用导模共振吸收峰对样品层厚度敏感的特性,通过反射光强的测量来确定样品层厚度的变化值.和表面等离子波显微技术相比,光波导显微技术所采用的波导结构能够有效地削弱金属的吸收特性造成的影响,减小衰减全反射曲线的半峰全宽,进而提高波导显微对厚度变化的灵敏度.实验表明,光波导显微技术对厚度变化有很高的灵敏度.
导波光学 衰减全反射 显微术 金属薄膜
1 上海交通大学物理系, 上海 200240
2 广东海洋大学理学院, 湛江 524088
3 江西师范大学物理与通信电子学院, 南昌 330027
半导体光放大器(SOA)的非均匀加宽特性对产生多波长激光非常有利。本文对两段式立奥萨尼亚克(Lyot-Sagnac)滤波器进行了详细的理论分析,实现了一种基于半导体光放大器的新型多波长光纤激光器。它利用立奥萨尼亚克滤波器的波长选择性,在室温下得到了约18个具有30 dB信噪比的多波长激光输出。波长范围1556～1577 nm。通过调节立奥萨尼亚克环内的偏振控制器,多波长激光的波长间隔可在两种国际电信联盟(ITU)标准波长间隔(0.4 nm和0.8 nm)间选择。这种构型的光纤激光器具有稳定性好、波长间隔可控、信噪比高等优点。
激光技术 光纤激光器 立奥萨尼亚克滤波器 半导体光放大器
上海交通大学物理系导波光电子器件实验室, 上海 200240
提出了一种测量微小角位移的新方法,该法基于一种金属包覆波导结构,通过棱镜耦合激发空气导波层中的超高阶导模作为灵敏探针。当被测部件发生微小偏转时,空气层厚度和导模的有效折射率也因此改变,从而引起耦合光束的反射光强急剧变动,其变动幅度与部件的角位移量近似成正比关系。对传感的灵敏度进行了数值分析,结果表明导模的有效折射率是影响灵敏度的重要参量。采用一种类似悬臂梁的结构产生可控微小角位移,并以此对平均灵敏度进行了测算,得到的结果与理论预测值符合得较好(相对误差约为3%)。理论和实验结果表明,只要部件的偏转半径达到厘米量级,就可以实现分辨力达10-9 rad数量级的角位移传感。
光学测量 角位移传感 金属包覆波导 超高阶导模
在以掺铒光纤为增益介质的环形光纤激光器中观察到了光学双稳态现象,定性分析了双稳态形成的机理,即掺铒光纤不同位置分别存在增益饱和和吸收饱和,而且吸收饱和有着更低的饱和阈值。通过理论衍生的公式对增益特性曲线进行了拟合,并结合增益特性曲线对光双稳态的产生给出了定量的解释。
光纤光学 光学双稳态 掺铒光纤 环形光纤激光器 增益特性
1 上海交通大学化学化工学院, 上海 200240
2 江西师范大学物理与通讯电子学院, 南昌 330027
3 上海交通大学物理系, 上海 200240
提出了用导波光学方法测量交联型聚合物材料的交联温度。即在对聚合物薄膜处理时, 利用光波导的衰减全反射光谱中导模峰对聚合物材料的折射率敏感的特性, 来测量聚合物材料参量。研究了交联型聚氨基甲酸酯材料在升温过程中薄膜折射率的变化。实验结果发现, 温度相关的折射率dn/dT会发生不连续变化。整个dn/dT曲线有两个交叉点, 这两个交叉点之间的温度范围就是聚合物材料的交联温度范围。第一个和第二个交叉点的温度分别被称之为材料的开始交联温度和完全交联温度。测得的交联型聚氨基甲酸酯材料的交联温度即最佳极化温度范围为85～122 ℃。通过对不同极化条件(是指开始极化的温度在测得的交联温度范围中变化)下聚氨基甲酸酯材料电光系数的测量验证了交联温度测量结果的准确性。
光波导 交联温度 衰减全反射 折射率
基于衰减全反射原理的反射型有机聚合物电光调制器,具有成本低、插入损耗低、受聚合物本征损耗影响小、工作波长范围宽等优点.本文采用了溅射,旋转涂覆,电晕极化等方法来制作电极,并通过减小衰减全反射型有机聚合物电光调制器上下两电极的重叠面积,提高了器件的调制带宽,在实验上实现了300MHz射频信号的调制.
衰减全反射 高频信号 有机聚合物 电光调制器
1 上海交通大学化学化工学院, 上海 200240
2 上海交通大学物理系, 上海 200240
提出了一种利用单通道反射型聚合物电光调制器同时调制不同路光的方法。衰减全反射结构的电光调制器,其每一个衰减全反射(ATR)峰的位置分别对应于一个导波共振模式。实验系统中利用衰减全反射导膜峰作为调制通道,使其每一路光路的入射角分别对应于不同导波共振模式的工作角,就可以实现利用单通道的电光调制器同时调制不同路光。提出了三种实现两路光同时调制的模式,并给出了三种模式的调制结果。结果表明,作为调制通道的导模阶数越低,调制效率越高。在832 nm光波波长下,采用最低阶导模进行调制时可以获得42.9%的调制效率。
集成光学器件 电光调制器 导模 衰减全反射
