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代的引领者:光子晶体光纤光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,简称PCF)是一种具有特殊孔隙结构的光纤,通过对光纤的结构进行精确控制,实现对光学性能和传输特性的优化。PCF的独特设计和优势使其在光通信、光学传感、激光器技术等领域展现出广阔的应用前景。一、PCF的原理PCF的原理基于光子晶体的概念,光子晶体是一种具有周期性介质折射率分布的材料。在PCF中,通过在光纤芯部和包层之间引入微米尺度的周期性孔隙结构,形成了具有特殊光学特性的通道。这些孔隙可以采用不同的形状、尺寸和排列方式,从而实现对光纤的折射率、色散特性和非线性效应等的精确控制。图1光子晶体光纤的结构(a)全固态光 ...
折射率引导型光子晶体光纤的结构类型与机理前言:光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,PCF)的概念。与普通光纤是由包层与纤芯两种介质组成向类比,光子晶体光纤通常是由单一介质构成的,其包层周期性地规则对称分布着具有波长量级的空气孔阵列,包层外为涂覆层。因此,也可以称其为“多孔光纤”(HoleyFiber)或“微结构光纤”(MicrostructureFiber)。光纤的中心,即被空气孔阵列包层包围的纤芯部位,可以视为周期结构阵列中存在的“缺陷”。光子晶体光纤的微结构特性主要由三个参量决定,即空气孔的直径d,相邻两孔之间的距离Δ,以及纤芯的直径D。光子晶体光纤的这种微结构特定 ...
维阵列的实芯光子晶体光纤的导波机制,通常被认为是传统的全内反射(Total Internal Reflection-TIR)。在所谓的光子带隙光纤(Photonic-Bandgap Fiber)中,空气孔的周期特性至关重要,因为它通过包层内折射率的周期变化将光模限制在纤芯内。对于空心光子晶体光纤,充满空气的芯的折射率小于包层材料,空心内不能发生全内反射,波导模式是靠光子带隙实现的。可用三种主要的方式,如图3,实现空心光纤中光的波导:1、可选介质涂层的金属管,2、多层电介质布拉格镜3、二维光子晶体图3、三种主要类型的反射包层(a)通过反射包层产生光导的空心光纤(b)带有电介质涂层的金属包层(c) ...
秒脉冲。一、光子晶体光纤的发展20世纪60年代出现的激光技术为产生皮秒和飞秒级的光脉冲提供了新的技术手段。飞秒激光技术经历了1981年的染料激光(第一代)和1991年以掺钛蓝宝石激光(第二代)为代表的发展阶段,实现了超快的时间特性和超强的功率特性(峰值功率可提高至1015W),成为激光受控核聚变的快速点火、新一代加速器、精密微纳加工等前沿科学技术的重要支撑技术,从而开创了飞秒激光技术应用的新时代。在这样的前沿科学技术发展需求的背景下,1995年在德国研制出了第一根光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,PCF),到21世纪初已形成以光子晶体光纤激光为代表的新一代飞秒激光技术 ...
目前主要光子晶体光纤的种类,特性及应用一、从传统光纤到光子晶体光纤光纤是20世纪的重大科技成就之一。该技术以令人难以置信的速度发展,从1970年的第一根低损耗单模光纤至今,光纤已成为全球所广泛使用的通信网络的重要组成部分。光纤也在通信之外的其他领域得到了应用,如医学领域的光束分配与传送、机械加工与诊断、传感及其他领域。现代光纤技术已实现了对光纤中光信号的损失、光学非线性效应、群速度色散和偏振效应等各方面的优化与权衡。经过30多年的广泛研究,光纤系统的性能和制造工艺得到了不断完善,近乎达到了最高极致。自20世纪80年代以来,为了发展新的光学介质(光子晶体光纤),研究人员已经被光波长尺度,即亚微米 ...
光子器件(如光子晶体光纤)色散的干涉测量方法。脉冲重叠的同步控制允许条纹的zui佳可见性,导致非常高分辨率的色散测量。干涉仪实验布局如下:1.超连续源SCT10002.光纤宽带耦合器50/503.自由空间长度可调臂。4.参考标准光纤5.光子器件表征6.光谱分析仪7.快速示波器“使用脉冲激光器的主要优点是,通过同步控制脉冲重叠,在全VIS-NIR范围内获得条纹的zui佳可见度,分辨率低于1nm。”除了脉冲重叠的优点外,使用SCT1000脉冲超连续源进行干涉测量还有更多的好处。zui直接的是光谱宽度。使用LED需要一个漫长而繁琐的过程,因为每次更换光源时系统都必须重新调整。此外,有些波段是完全无法 ...
) 硫系玻璃光子晶体光纤硫系玻璃光子晶体光纤又称硫系玻璃微结构光纤或硫系玻璃多孔光纤(简称硫系PCF)。由于其极高的非线性而备受关注,具有许多重要的应用,如超连续谱、全光开关、拉曼放大和波长变换等。硫系PCF纤芯很小,且占空比(包层横截面中气孔总面积与孔壁总面积之比)很高(如图1),可以把光很好地限制在纤芯里。包层的特殊结构使得它与传统结构光纤相比具有一些独特的光学特性,如无截止单模,色散可控,高双折射,高非线性,大模场等。图1硫系玻璃光子晶体光纤结构[2]硫系PCF解决了传统单模光纤放大器因纤芯过细导致高功率下产生非线性效应,引起光纤端面损伤的不足,对于大功率光纤放大器、高功率激光传输等应用 ...
陀螺,展望了光子晶体光纤材料、空芯微孔结构和窄线宽激光光源等技术在光纤陀螺中的应用前景,这些技术可提高光纤陀螺标度因数稳定性和环境适应性,同时还展望了基于量子纠缠光纤陀螺技术。通过分析光纤陀螺惯性导航系统发展,现阶段通过采用旋转调制、温控、温补等系统技术,有效抑制了光纤陀螺标度因数稳定性和环境适应性的影响,已具备在高精度航海领域应用条件。陀螺仪是惯性导航系统的核心,是影响惯性导航性能的关键因素,为保障潜艇的隐蔽安全航行和舰载武器的打击精度,要求惯性导航系统具有长时间高精度保持能力。目前被潜艇广泛应用的惯性导航系统,静电陀螺仪利用真空中靠电磁场悬浮的旋转铍球工作,采用非接触支撑,不存在摩擦,精度 ...
模光子带隙型光子晶体光纤(HollowCoreSingle-Mode Photonic Band Gap Photonic Crystal Fiber,HC-SM-PBG-PCF),该光纤的纤芯为中空的,充满了空气,包层为二维的空气孔周期性排列的结构,这种二维的周期性结构形成了特定的光子禁带,可以将一定频率的光限制在纤芯中进行传输。这种空芯光纤可以克服常规阶跃折射率单模光纤的基本限制,理论上可以大幅度降低损耗极限、具有较低的非线性,并且可以提高光的损伤阈值。为此,科学家们对光子晶体光纤技术进行了大量的研究,中空的光子晶体光纤在降低损耗过程中遇到了很大的困难,衰减一直处于1dB/Km以上的水平, ...
,无论是基于光子晶体光纤或有源光纤激光器中的非线性频率转换,都承诺提高易用性和更低的成本,但目前使用这些系统需要在性能上进行权衡。相干拉曼显微镜的激发需要(至少)两个激光波长,其中一个波长必须是可调的,以匹配分子振动频率的差频。此外已经证明,用几皮秒的激光脉冲宽度激发CARS和SRS可以理想地平衡高效生成非线性信号所需的高峰值功率与相对狭窄的光谱带宽(<1 nm)的要求,以匹配分子振动的固有线宽。对于高速成像,至少需要10Mhz的重复频率,理想情况下应该更高。这是因为在视频速率成像中,数据是以每秒1000万像素的速度获取的,并且CARS至少需要每个像素发射一个激光(对于带有调制传输检测的 ...
物光纤或中空光子晶体光纤传输,关于这两种类型的光纤,详情见本公司网页的光纤类产品目录。作为使用范围较广的石英光纤,在此波段的传输效率却不太理想,一般认为,这个波长是石英材料吸收率较高的范围,意味着如果使用石英光纤直接传输3um波段,可能导致能量损耗率较高。下图是典型石英材料在150nm-5um波段的透射谱,可以看到在3um附件,石英的透射率显著降低。出处:https://escooptics.com/blogs/news/the-benefits-of-fused-silica-quartz一、实现方法介绍一种无透镜光纤端部振荡泵浦方案,让激光二极管光束从固体激光晶体边缘进入的方法称为“光纤尖 ...
A等报道了在光子晶体光纤中产生2倍频程的超连续谱,超连续谱的产生为非线性光纤光学领域的研究注入了新的活力。利用光子晶体光纤产生超连续谱是一种新型的光源,它具有高的输出功率、平坦的宽带光谱、高度的空间相干性(聚焦)等特性,能极大提高信噪比、减小测量时问以及加宽光谱测量范围。光纤超连续谱光源可应用在光纤衰减测量、干涉测量仪、光相十摄影术、光谱学分析、生物成像、光学频率梳等领域。关于Iceblink超连续激光器Iceblink是一款覆盖450- 2300nm光谱范围的超连续光纤激光器,具有超过1W的平均功率和卓越的稳定性(0.5%标准偏差)。它是一种用途广泛的白光光源,在科学和工业领域有着广泛的应用 ...
例如0.3。光子晶体光纤可能有非常高的值。较高的 NA 会产生以下后果:- 对于给定的模式区域,具有更高 NA 的光纤具有更强的导向性,即它通常会支持更多的模式。-单模制导需要更小的芯径。相应的模式区域越小,出光纤的光束发散角度越大。光纤非线性相应增加。相反,大模式面积单模光纤必须具有低 NA。-低 NA 会增加随机折射率变化的影响。因此,具有非常低 NA 的光纤可能会表现出更高的传播损耗。-弯曲损耗减少;光纤可以弯曲更多才出现显著的弯曲损耗。-如果纤芯变得有点椭圆,例如由于制造中的不对称性,这会导致双折射。对于具有高 NA 的光纤,这种效果更强。-波导对随机折射率波动的敏感性降低。 (对于大 ...
博览: 2021 Nature Photonics 基于连续域内束缚态的超相干Fano激光器摘要:降低激光器的功耗和尺寸是一个重要的挑战,但是在低功率水平下,量子噪声对相干辐射的掩盖,阻碍了激光器的发展。因此,尽管在微米级和纳米级激光器(例如光子晶体激光器、金属激光器和等离子体激光器)方面取得了相当大的进展,但其相干长度仍然非常有限。作者在本文中表明,基于 Fano 干涉的连续域内的束缚态(bound states in the continuum,BIC)可以有效地抑制量子涨落。尽管其本质上很脆弱,但这种不寻常的状态会重新分配光子,从而抑制自发辐射的影响。基于这个概念,作者通过实验证明了一种 ...
锁模同步多个光子晶体光纤纤芯中的吉赫兹纤芯谐振简介:通过光力同步机械振荡器是近年来被广泛探索的主题。在这里,作者报告了三种不同光子晶体光纤的纤芯振动的稳定长期同步。作者:Dung-Han Yeh, Wenbin He,...Philip St.J. Russell链接:https://doi.org/10.1364/OPTICA.4424239.标题:由光学Fano共振介导的量子发射器之间的远程激发简介:量子发射器之间的远程耦合对于构建量子网络非常重要。通常,这可以通过将量子发射器结合在波导或large cavity中,通过光子交换来实现。在这里,作者展示了由通过连续波导状态耦合腔模式引起的光 ...
(PM) 光子晶体光纤(PCF、NKT Photonics、LMA-PM-5)以及在定制的 FM 模块和输出端抛光 FC/PC 连接器,反射率约为 4%。PCF 用于生成参数四波混频 (FWM) 增益可通过波长调谐在750nm和980nm 之间进行波长调谐仅5ms内的振荡器(相应的波长调谐曲线可以在参考文献的图 3(a)中找到。)。FOPO 和放大的振荡器脉冲的组合用作 CARS 的泵浦和斯托克斯波,并允许处理 700 cm-1和 3200 cm-1之间的拉曼谱带。FOPO 谐振器中的 SMF完成了光谱窄色散调谐 ,使得反馈信号脉冲在时间上被拉长,并且只有窄光谱部分 (<12 cm-1 ...
冲激光器泵浦光子晶体光纤而产生得一种宽波段输出得激光器,不需要调谐,同时输出紫外到近红外波段全谱覆盖一般覆盖400nm-2400nm,宽谱输出但单波段功率非常低一般在毫瓦量级Dye laser(染料激光器)多种波长,可调谐基于脉冲激光器泵浦染料物质实现波长得改变或者调谐,波长跟染料物质相关,覆盖波长紫外到红外,常见得有氮分子染料激光器等,但现在一般很少使用染料激光器OPO(光学参量振荡器)多种波长,可调谐基于光学混频效应产生的一种很宽波段的激光器,可以覆盖紫外到中红外波段Ti:Sapphire laser(钛宝石激光器)650-1100nm可调谐,800nm基于钛蓝宝石(三氧化二铝掺杂三价TI ...
摘要:光纤传感技术是伴随光导纤维及光纤通信技术的发展而迅速发展起来的一种以光为载体、光纤为介质、传感和传输外界信号(被测量)的新型传感技术。光纤传感器始于1977年,经过了几十年的研究,光纤传感取得了积极的进展,目前处于研究和应用并存的阶段。它对军事、航天航空技术和生命科学等的发展起着重要的作用。随着新兴学科的交叉渗透,它将会出现更广阔的应用前景。一、光纤传感器基本工作原理国家标准GB 7665——1987对传感器(Transducer/Sensor)的定义是:能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。光纤传感器(Optical Fiber Sensor,OFS)的基本工 ...
摘要光镊技术在分子生物学、胶体科学、实验原子物理等领域中具有极其重要的作用,光镊本身也不断发展并产生许多衍生光镊技术。空间光调制器(SLM)所形成的全息光镊,在多粒子操控方面的优势,为光镊技术走向实用化、规模工业生产打开了新局面,是目前光镊家族极具活力的成员。本文简单介绍了全息光镊的原理和应用,以及市面上唯一的商用全息光镊系统--美国Meadowlark(BNS)公司的全息光镊系统CUBE。引言光镊又称单光束粒子阱,是A. Ashkin在1969年以来关于光与微粒子相互作用实验的基础上于1986 年发明的。单光束粒子阱实质上是光辐射压梯度力阱,是基于散射力和辐射压梯度力相互作用而形成的能够网罗 ...
SCMOS,光子晶体光纤,920飞秒激光器,显微高光谱成像,微型光谱仪,3D光场显微成像模块、微球显微镜,光纤耦合LED光源,3D光场显微相机,生物阻抗分析仪,纳米孔读取器,多通道电流放大器,膜片钳,蛋白质测序仪,单光子相机,无掩模光刻机。在线椭偏仪,在线膜厚测量仪,在线拉曼光谱成像,在线荧光寿命成像,在线荧光光谱成像,自动化光电流成像,超分辨光学微球显微镜、锁相放大器、激光干涉仪,高频激振器,TDTR,266nm窄线宽激光器,波前传感器,激光光束分析仪,激光位置和指向稳定系统,多通道声光调制器AOMC,声光偏转器AODF,非球面匀化镜。2940nm铒激光器,2020nm铥激光器,激光光束分析 ...
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