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头利用双芯双包层光纤和聚焦组合微光学概念技术背景:全世界人口中持续增长的恶性肿瘤及生活方式诱导的疾病迫切需求一种新的、无创的、无标记的成像模态用于早期在体疾病检测。这些在体检测包括常规的疾病状态无创检测、手术过程中的术中成像等。目前,许多研究表明,联合相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-Stokes Raman scattering,CARS)、二次谐波生成(second harmonic generation,SHG)、双光子激发荧光(two-photon excited fluorescence,TPEF)的多模非线性显微镜,可以实现离体生物样本的分子组成和形态信息的高灵敏 ...
以下正向掺铥包层泵浦光纤放大器(793 nm泵浦二极管)在大约2 μ m的光谱范围内提高光功率(达到0.5 W平均功率水平)。为了补偿掺tm光纤和传输光纤的异常群速度色散,在泵浦系统中预先使用色散补偿光纤来处理超连续谱产生的光脉冲的时频自适应。因此,由孤子串组成的移位和频谱预加宽脉冲被耦合到50厘米长的InF3光纤中,在那里发生了大量的加宽。产生的光谱范围为1.25 μ m至4.6 μ m的超连续谱辐射zui终由输出离轴抛物面镜准直。图1所示的系统举例说明了超连续谱产生的壮观现象——一个相对狭窄、高功率的近红外激光线如何被转换成超宽带和明亮的近红外和中红外输出。尽管方案、光纤类型和设计(例如, ...
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)全固态光子晶体光纤(b)空芯光子晶体光纤二、PCF的优势1.单模传输特性单模传输特性[1]是光子晶体光纤中zui早被发现,也是zui引人注目的特性,单模传输可以提高光电器件的信号质量及传输速率。对于普通光纤,当传输光的波长大于截止波长,就可能实现单模传输,但是对于光子晶体光纤,对光纤结构经过合理设计,就能实现在所有波长无截止单模传输。2.非线性特性光子晶体光纤是理想的非线性光学介质,因为 ...
光纤的芯部和包层的折射率分布、直径、厚度等参数,它们会影响光纤的传输模式、色散、数值孔径等特性,进而影响光纤的传输距离和带宽。因此,需要根据不同的传输需求和条件来设计合适的光纤结构。光纤连接:光纤连接是指将两根或多根光纤连接在一起或与其他器件连接在一起的过程,它会导致光信号在连接处产生反射、透射或偏振等现象,从而引起部分能量的损失。因此,需要采用高精度的切割、对准、固定等技术来保证光纤连接的质量和稳定性。图2光纤对接示意图光纤布线:光纤布线是指将光纤从一个地点延伸到另一个地点的过程,它会受到外界环境因素如温度、湿度、压力、振动等的影响,从而导致光纤产生弯曲、扭曲、拉伸等变形,进而引起部分能量的 ...
,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领域具有重大的意义。(2)耦合器光纤耦合器可将输入信号的不同波长成分从不同输出端口分离出来,或将多个不同波长的输入信号混合成单个输出,其对光场(分束比)的调控由光纤纤芯中传播光之间的模式重叠长度和纤芯间的距离决定。基 ...
根其内芯与外包层折射指数分布与最终拉制出光纤芯、包层折射指数分布相同的圆柱棒,通常称为“预制棒”或“光棒”。预制棒的制造是光纤制造的核心技术,因而其制造技术的水平也就代表了光纤制造技术的水平。纯的熔石英具有单一的折射率,其光谱折射率的分布是从0.55um处的1.460到1.81um处的1.444。为了制备具有高折射率棒芯(n1)和低折射率包层(n2)预制棒,必须通过“掺杂”,即在石英中掺以适当的掺杂剂,如二氧化锗(GeO2)或五氧化二磷(P2O5),制成高折射率的棒芯,而以纯石英材料为低折射率的包层;也可以在石英中掺入折射率低于石英的掺杂剂如氟(F)、三氧化二硼(B2O3),构成低折射率的包层 ...
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决定了它与传统光纤的特性有很大差异。一、光子晶体光纤的结构类型、机理与特性根据纤芯缺陷部位的介质情况,可以将光子晶体光纤区分 ...
高的折射率,包层材料具有较低的折射率,以便通过全内反射的机理传输光波电磁场,其导模的有效折射率介于芯层中心折射率和包层折射率之间。科学家们不断地对光纤进行探索,经过不懈努力发现了光纤中新的导光机理,新型的空芯光纤不再局限于传统的内反射原理,其光纤的纤芯折射率可以低于包层折射率,低折射率纤芯的光纤也可以传输光波电磁场科学家们发明并提出多种新型特种光纤,如微结构光纤,多空光纤,反谐振光纤等。这些新型的特种光纤不仅在长距离传输上有着良好的优势,并且在生物传感、气体传感等应用上有着很好的性能。图1.光纤设计结构示意图1999年,P.St.J.Russell在《Science》发表论文,提出了空芯单模光 ...
使用。但光纤包层和芯通常是不同折射率的石英材料,恰好这两种石英材料的适用温度又较高,工程师们会将光纤布置在温度较高的地方,此时涂覆层的机械强度就可能降低。在这些恶劣的环境中,震动,气流,水压,油雾,盐雾等会使光纤容易破损从而断裂失效。问题在于,就是这些环境恶劣的地方,施工和维修都变得极其困难。因此在高温环境下,树脂类涂覆层可能并不是很好的选择。第二个问题就是低温,上文讲到,高温会使胶失效,同样的,低温也会。在较低的温度下,例如零下30℃,这个温度通常是我国北方冬季夜晚的温度。工程师通常利用地下敷设的方式来降低这种影响。由于低温的存在,树脂材料或聚合物往往变得很脆,结合石英本身脆性的增加,光纤更 ...
GEY”(双包层全玻璃铒镱光纤):一种在其纤芯中Er-Yb共掺的光纤,纤芯被双包层(甚至三包层*)包裹。在外包层是一种折射率较低的掺氟二氧化硅(SiF)材料,这意味着激光仅与光纤内的玻璃材料相互作用,使其非常可靠且对温度不敏感(高达200°C)我们仔细甄选了纤芯成分,从而获得了高效率(每根新光纤上测试的功率转换效率都高于40%)和低的1μm放大自发辐射,这也是10年来开发的iXblue铒镱共掺光纤一直被认可的标记。“使用高温双层丙烯酸酯涂层(HTC)可将长期工作温度范围提高至125°C,使IXblue全玻璃有源光纤成 为恶劣环境下1.5μm激光雷达的理想解决方案。”iXblue产品线经理Arn ...
一般由纤芯、包层、涂覆层三个部分组成,最外层还有用于保护光纤的护套。图1.光纤的一般结构图2.光纤的制造过程光纤的制造工艺主要分为1.原材料筛选2.预制棒的制备3.拉制4.检测筛选。其中预制棒制备和拉制是光纤制造的主要难点。预制棒的制备:通信领域所用光纤预制棒一般长一到数米,单根光棒可通过拉丝生产上千公里光纤。芯棒是以高纯四氯化硅、四氯化锗为原料,在氢氧焰或甲烷焰作用下经高温熔融形成的具有不同折射率的高纯 SiO2。光棒成品的质量及特性(如纯度、强度、有效折射率、衰减程度)对光纤有重大影响。光纤预制棒由芯棒和包层组成,其芯棒有多种生产方式,主要原理是基于气相沉积法,当前普遍采用:改进的化学气相 ...
光栅衍射进入包层区,再经第二组多层衍射光栅在包层-空气界面反射回来后引入纤芯。如下图所示。最后的MZI输出效率在光纤物理结构不变的情况下,与间距有较大关系。有研究发现长波长1550nm的衍射强度不如短波长622nm,上述的层叠结构更适用于器件长波长性能的提升。器件的自由光谱范围FSR和间距的关系如下:在广泛使用的1550nm波段,透射呈周期变化的趋势。将衍射光栅放置在一个移动的平台上,可用于位移的测量。如下图所示:(声明:本文部分图表参考自CNKI或SPIE数据库论文,期刊卷及DOI编号都已在引用部分标出;本公司可提供分布式光纤传感系统,配合各种工程实践研究,价格优惠,性能优异,如有需要,欢迎 ...
率多模光纤(包层直径125um,纤芯直径62.5um)进行偏振分辨二次谐波生成成像。在成像之前需要用校准单元使用干涉测量的方式对通过光纤的光进行校准,此过程大约需要5分钟。校准信息得到后,可以通过将适当形状的波前耦合到光纤中产生聚焦点。每个聚焦点位置对应一个空间光调制器(SLM)上的特定图案。SLM序列显示不同的图案,实现在距多模光纤出光口15um的平面上进行聚焦点扫描(模拟激光扫描显微镜)。成像时,移除校准单元,二向色镜将后向散射回光纤的二次谐波生成信号反射进入光电倍增管进行成像。实验证明:(1)小鼠尾腱上两个区域Ⅰ和Ⅱ的线偏振二次谐波生成成像结果。(a)图从上到下分别是所有偏振角的强度和, ...
其中在纤芯-包层界面处可能发生全内反射的最大角度:入射光线首先被折射,然后在纤芯-包层界面发生全内反射。 然而,这只有在入射角不太大的情况下才有效。光纤的数值孔径 (NA) 是允许的入射光线相对于光纤轴的最大角度的正弦值。它可以通过纤芯和包层之间的折射率差来计算,更准确地说,具有以下关系:请注意,NA 与光纤周围介质的折射率无关。例如,对于折射率较高的输入介质,最大输入角度会更小,但数值孔径保持不变。上面给出的等式仅适用于直纤维。对于弯曲光纤,可以使用一个近似修正方程,其中还包含弯曲半径 R 和纤芯半径:对于不具有阶跃折射率分布的光纤或其他波导,数值孔径的概念变得有问题。最大输入光线角度通常取 ...
光纤中纤芯与包层界面处切向分量连续,法向分量不连续,这种不连续的量造成场不连续,,把这种不连续场的解称为模式。只能传输一种模式的光纤称为单模光纤,光纤的偏振特性就只存在于单模光纤中。单模光纤传输沿光纤径向相互垂直的两个模式矢量场。但由于物理尺寸的不均匀,使得光纤径向上相互正交的两个矢量场在光纤中有不同的传播常数,他们在光纤中传播时会相互耦合,使总的偏振态沿光纤长度不断变化。光纤出现固有双折射是因为存在内部各向异性。而要使光纤中的偏振光传播时保持稳定的偏振态,则在垂直的轴向上的偏振光相位差应保持恒定。二、POTDR传感技术外部扰动会改变光纤的双折射,进一步改变光纤传输矩阵中的矩阵元素,因此光纤外 ...
纤的结构椭圆包层型、领结型和熊猫型是三种应用较为广泛的三类保偏光纤,都属于应力型保偏光纤。您可以通过我们昊量光电的官方网站www.auniontech.com了解更多的产品信息,或直接来电咨询4006-888-532,我们将竭诚为您服务。 ...
以低折射率的包层隔离以防止发生串光。根据电磁场理论,光在界面上发生全反射的时候,仍然有进入第二种介质的波,称为消逝波。消逝波的透入深度与入射光的入射角,波长及偏振等因素都有关系,所以光纤束中的每根光纤的包层厚度必须大于消逝波的透入深度。这种物镜-光纤束-目镜组合系统实质上是一种利用光纤束将中间像平面轴向延伸的显微镜或者望远镜系统,利用光纤柔软可弯曲的特点可将其插入人体与物体内腔,在医疗诊断和工业检验方面有重要的应用。一般应用的同时会以另一位束传光光纤实现对内腔的照明。您可以通过我们的官方网站了解更多的产品信息,或直接来电咨询4006-888-532。 ...
纤的传输原理包层中含有空气孔的周期性二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 ...
。传统聚合物包层可一定程度阻挡液态水(水汽)但是不能隔绝水分子或更小的氢分子的扩散。水分子加速光纤芯玻璃表面在疲劳退化过程中的裂纹扩展。氢原子能够在非抗侵蚀光纤中的纤芯中快速扩散并引起明显的光学损耗。水和氢渗透发生在典型的通信环境中,当光纤在这种环境中使用时,会导致明显问题。另外,在油井中使用光纤记录数据时,光纤将会暴露在高的氢压力级别和高温下,这种条件会使标准光纤快速失效。尽管很多材料被用作密封光纤,但目前看来碳涂覆层可能是最有效的解决方法。图1展示了具有碳涂覆和单层高聚物涂覆层的单模光纤。图1. 具有碳涂覆和聚合物光纤的单模光纤(碳涂覆层的厚度被夸张表示)像碳这样的非延展性材料做抗渗透涂覆 ...
1.492;包层材料一般选取折射率更低的含氟聚合物,其折射率为1.402。由于上述纤芯与包层材料折射率差值(比玻璃光纤或石英光纤要大)所决定的数值孔径NA=0.47,如果纤芯材料选取折射率为1.58的聚苯乙烯,则包层可以采用聚甲基丙烯甲酯。这两类塑料光纤中,聚苯乙烯瑞利散射较严重,损耗较大;相比较,纤芯为聚甲基丙烯甲酯材料,则损耗较低。塑料光纤的主要特性与优缺点塑料光纤在性能等方面主要具有如下突出的优点。(1)重量轻。光学塑料的比重1 g/cm3 左右(比重范围一般在 0.83~1.50 g/cm3),为玻璃比重的1/2-1/3。(2)柔软、韧性好,具有良好的机械性能。直径为1 mm的塑料光纤 ...
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