1 宝鸡文理学院 物理与光电技术学院，宝鸡 721016
2 陕西科技大学 文理学院，西安 710021
3 宝鸡市超快激光与新材料工程技术研究中心，宝鸡 721016
基于耦合模理论，利用传输矩阵法求解出长周期光纤光栅(Long Period Fiber Gratings，LPFGs)的透射谱表达式，模拟分析了LPFGs的光谱特性与光栅参数如周期、刻写长度以及折射率调制深度之间的关系。研究结果表明：LPFGs谐振波长随着周期和折射率调制深度的增大向长波方向移动，且高次模谐振波长对光栅周期更为敏感；光谱带宽的变化主要取决于光栅的刻写长度，随着光栅刻写长度的增加，带宽逐渐变窄，且当光栅刻写长度大于5.2 cm时，光栅存在过耦合区域；随着折射率调制深度的增加，光栅存在不完全耦合、完全耦合和过耦合现象，且谐振损耗最大值位置随着折射率调制深度的增加逐渐向低次转移。该研究结论对长周期光纤光栅的理论分析和实际应用中的参数设计具有重要参考价值。
长周期光纤光栅 耦合模理论 透射谱 long period fiber grating the coupled-mode theory transmission spectrum
1 宝鸡文理学院 物理与光电技术学院, 陕西 宝鸡 721016
2 宝鸡市超快激光与新材料工程技术研究中心, 陕西 宝鸡 721016
3 陕西科技大学 文理学院, 西安 710021
4 中国科学院西安光学精密机械研究所 信息光子学室, 西安 710119
以二氧化硅为基材, 优化设计了一种圆空气孔六角点阵光子晶体光纤, 通过减小纤芯内层6个小空气孔以增加模场面积, 降低非线性系数. 采用时域有限差分法结合完美匹配层吸收边界条件, 对该光纤色散、非线性、约束损耗和基模模场与光纤结构参数之间的关系进行了数值分析. 结果表明, 该光纤呈现一定的超低损耗低非线性色散平坦特性, 其在最优结构参数下通信波长处的约束损耗小于10－7 dB·km－1, 在波长1.55 μm和1.31 μm处约束损耗分别为2.93×10－8 dB·km－1和7.33×10－10dB·km－1, 且波长从1.05 μm到1.65 μm色散值大约为0±1.7 ps·km－1·nm－1, 呈现双零色散点和较长波长范围的色散平坦特性. 在低损耗通信波长1.55 μm附近非线性系数约为4.88 km－1W－1. 该光纤呈现的超低损耗低非线性平坦色散能力, 可用于长距离大容量高速光通信系统.
导波与光纤光学 光子晶体光纤 时域有限差分法 低非线性 低损耗 平坦色散 Fiber optics and waveguides Photonic crystal fiber Finite-difference time-domain Low non-linear Confinement loss Flatten dispersion 光子学报
2018, 47(11): 1106005
1 宝鸡文理学院 物理与光电技术学院, 陕西 宝鸡 721016
2 陕西科技大学 文理学院, 西安 710021
3 宝鸡市超快激光与新材料工程技术研究中心, 陕西 宝鸡 721016
基于800 nm飞秒激光脉冲, 设计并搭建了长周期光纤光栅制备系统, 该系统通过采用20倍率的显微物镜将飞秒激光脉冲诱导入标准单模光纤纤芯位置, 采用水平、垂直双CCD视频监控方式实现对飞秒激光脉冲刻蚀长周期光纤光栅的逐点监测, 对未载氢处理的标准单模光纤进行了不同周期、不同周期长度和不同占空比刻写实验.研究结果表明, 当选取激光脉冲能量为1.3 mW、光栅周期为500 μm、光栅占空比为0.6时, 该光栅在谐振波长1 300 nm处最大谐振峰强度为11.65 dB, 带外损耗低于2 dB, 且光栅谐振波长随光栅长度不发生明显漂移; 通过光栅占空比的调整, 可实现刻写光栅光谱特性的优化设计, 使得谐振峰由多峰转为单峰.
飞秒激光脉冲 长周期光纤光栅 超快微加工 耦合模 谐振光谱 Femtosecond laser pulse Long period fiber grating Ultrafast micro processes in fiber Coupled mode Resonance spectroscopy 光子学报
2018, 47(11): 1106001
