光纤锥和香肠腔耦合角度对共振波长的影响

研究光纤锥和香肠腔不同的耦合角度对共振波长的影响.利用光纤锥耦合的方法激发香肠状微腔中的光学回音壁模式,从而获得香肠腔的共振波长.实验结果表明:通过改变光纤锥和香肠腔的耦合角度,香肠腔的共振波长会发生一些改变,夹角越小共振波长越大,当角度接近垂直的时候共振波长达到最小值.     

香肠形回音壁微腔的轴向光场分布

介绍了光纤锥与回音壁光学微腔耦合得到系统传输谱线的理论，实验研究了光纤锥与香肠形微腔的传输谱线.实验中通过铬丝靠近微腔的方法来调节微腔的本征损耗.当铬丝沿着香肠腔的轴向移动时，传输谱线的变化说明香肠腔光学模式强度沿轴向会周期性的变化.论文的结果能增加人们对回音壁微腔的了解、促进其在光学传感等方面的应用.     

多芯光纤端面上对称耦合双环微腔气体传感特性研究

光纤传感具有耐高温、抗腐蚀、无需供电、灵敏度高和可集成等优点,在光纤端面上设计制备微纳传感结构是实现探针式光纤传感器的重要途径.本文以七芯光纤端面作为平台,在其上设计了微纳波导对称耦合的双环微腔光学系统.环形微腔与微纳波导间隔一定距离,实现倏逝波耦合,波导中的光耦合进入腔内激发其高品质因子回音壁共振.当外界气体刺激改变...     

SiO2微球腔形貌相关谱的识别指认与分析

采用DWDM光波测试系统,借助锥光纤与微球的高效耦合,以波长1 530～1 560 nm、步长为1 pm的激光激发微球回廊模,对SiO2微球腔的形貌相关谱线进行了测试.并根据形貌相关谱渐近公式对测试结果进行了识别指认和分析,为今后制作基于微球腔的器件提供基础.     

二维电磁亥姆霍兹腔中回音壁模式研究

基于严格的广义双级数方法,研究了二维电磁亥姆霍兹腔内回音壁模式的激发;在给出几种回音壁模式的激发波长的同时,探讨了人射角、亥姆霍兹腔开口大小对回音壁模式的影响.结果表明,回音壁模式对人射波长和腔开口大小的改变非常敏感,但相比而言,固定腔的方位角不变时,人射角在较宽范围内的变化并不影响模式的激发.因此,腔的开口大小对亥姆...     

回音壁微腔传输谱线与激光扫描速度关系的研究

从理论上探讨了回音壁模式的传输谱线形状与激光扫描速度的关系,以及激光扫描速度对测量微腔Q值的影响.研究表明,在较低的激光扫描速度下,传输谱线为洛伦兹线型;但随着激光扫描速度的增大,会出现不同程度的振铃现象,并且振铃现象的明显程度还与耦合情况有关.结果还表明采用激光慢速扫频结合洛伦兹拟合方法得到的Q值是可靠的.     

布里渊光纤陀螺环形腔中偏振串扰及消除方法

建立了布里渊光纤陀螺环形腔中泵浦光及布里渊激光的偏振传输模型,推导出了2本征态的本征值,分析了环境因素波动引起的偏振误差.研究结果表明：采用保偏光纤构建光纤环形腔并旋转熔接点偏振主轴90°能使泵浦光及布里渊激光2本征偏振态在激光器中保持稳定的谐振间距,从而消除偏振串扰给陀螺带来的误差;采用单偏振单模光纤构建布里渊光纤陀螺环形腔能消除偏振串扰.针对2种消除偏振串扰的方法进行了实验,实验结果与理论分析相符.     

消逝波激励及增益耦合光纤三色激光辐射

将石英光纤浸入低折射率的染料溶液中,泵浦光沿光纤轴向耦合进入光纤并以全反射方式沿光纤轴向传播,泵浦光的消逝波激励染料分子产生增益.由于增益区域与回音壁模式的消逝场区域在空间很好的重叠,因此显著地提高了泵浦效率,增加了沿光纤轴向的增益长度.将一根直径为265μm的石英光纤浸入三段激光染料溶液中,在622～632,504～518和427～434nm的3个波长范围内同时获得回音壁模式的激光辐射.在消逝波激励及增益耦合方式下,实现了同一根光纤中红绿蓝三色的回音壁模式激光辐射,由此形成一种新型的三色回音壁模式光纤激光器.本文同时从实验和理论方面讨论了回音壁模式激光沿光纤轴向的产生长度随泵浦能量变化的关系.     

回音壁模式光学微腔：基础与应用

具有回音壁模式的光学微腔在激光,生物探测以及量子物理中已经得到了广泛应用.本文简要介绍了其基本的性质和原理,以及回音壁模式与外界的耦合,并结合国际最新进展以及中国科学技术大学的研究工作,具体介绍了回音壁模式微腔在现代科学研究中的多种应用.     

波导与微腔侧耦合中的非对称结构

研究波导与微腔侧耦合系统的光学传输特性和系统中在波导里嵌入了两个部分反射镜.结果表明,尖锐的对称线形与非对称线形都能够在传输谱线中观测到.发现微腔相对于两个部分反射镜的位置对传输谱线有重要的影响.当微腔不在两个部分反射镜的中间时,可以得到更窄的传输线形.     

SiO_2微盘腔的湿法腐蚀工艺研究

SiO_2回音壁模式(whispering gallery mode,WGM)的光学谐振腔具有品质因子Q值高、模式体积小、制作简单等优点,在腔量子电动力学、生物传感器、滤波器、非线性光学等领域具有非常好的应用前景.采用热氧化生长SiO_2、光刻图形化、磁控溅射生长Cr掩膜、HF缓冲液湿法腐蚀SiO_2、KOH溶液湿法腐蚀Si并去除Cr掩膜等工艺,得到了周期化、尺寸不同的SiO_2微盘腔,其直径分别为20,40和60μm.利用原子力显微镜表征微盘腔表面的粗糙度,均方根表面粗糙度仅为0.469nm.在未经任何表面处理或者激光处理的情况下,利用连续波长可调激光器,通过光纤锥与微盘腔耦合,透射谱测量得到微盘腔的自由光谱范围(free spectrum range,FSR)为λFSR=9.6nm,Q值约为1×10~4.     

双折射光子晶体光纤横截面上偏振态的不一致性

利用全矢量特征方程得到光子晶体光纤中的模式特征后,忽略光纤损耗、三阶以上的色散和非线性,研究了高斯脉冲在椭圆孔光子晶体光纤中传输时的矢量演化特性,得到光纤中任意时刻的横向电场分布及两个偏振分量之间的相位关系.在双折射光子晶体光纤同一横截面上,不同位置的两个偏振态分量之间相位差不同,因而总电场的偏振态不一致,光电场和固有双折射引起的偏振态之间的相位差都关于光纤中心对称.     

正色散掺铒光纤激光器耗散孤子共振脉冲特性研究

报道了一种工作在正色散区的耗散孤子共振脉冲锁模光纤激光器.详细研究了泵浦功率及偏振控制器状态对输出脉冲特性的影响.耗散孤子共振脉冲中心波长1 575nm,光谱宽度约6.66nm.当泵浦功率从220mW升高到554mW时,脉冲宽度从0.78ns增加到3.16ns,脉冲能量变化范围为3.5nJ至16.9nJ.泵浦功率409mW时,改变偏振控制器状态,脉冲宽度在1.6ns至3.2ns范围之间变化.实验中还研究了获得的耗散孤子共振纳秒矩形脉冲的啁啾特性,脉冲经过25m单模光纤传输,脉冲宽度无明显变化,脉冲为非线性啁啾.     

双光子共振激发钠原子的参量过程

用激光观光子共振激发的原子使４ｄ２Ｄｊ态布居。自该态同时辐射两个光子回到基态，它们在钠蒸汽中传播时增强成为相干辐射，这过程称为参量过程．本文从实验上研究了参量过程谱线所包含的分量数目、各分量的波长和强度随激光波长、蒸汽温度的变化关系，并给出了基于原子极化、耦合波方程和位相匹配条件的理论分析。理论值和实验结果符合。     

双折射光纤环形腔

应用琼斯矩阵详尽地分析了光纤各种不同性质的双折射对光纤环形腔特性的影响,江纤的双折射和扭转使普通单模光纤环形腔的带阻输出特性中的谐振峰分裂为两组,谐振频率发生偏移,偏移量正比于双折射参数ｇ,两组谐振峰物相对幅度取决于光纤的双折射参数和输入偏振态。调整输入偏振态为双折射光纤本征偏振态之一时,就仅出现一组谐振峰。光纤的双折射与扭转对环形腔的精细度没有影响。     

光子晶体光纤反常色散区的频率转换实验研究

利用自制的高非线性光子晶体光纤进行了飞秒激光脉冲传输实验,研究了在不同功率、不同输入波长下高非线性光子晶体光纤的频率转换现象。当输入激光脉冲的中心波长位于光子晶体光纤反常色散区800nm处时,输出光谱向短波方向展宽,其产生的反斯托克斯波强度随输入功率增强逐渐增强;当输入激光脉冲的中心波长在反常色散区不同波长下时,光纤的频率转换效率不同,越接近零色散波长,转换效率越大,当输入脉冲中心波长为760nm时,产生的反斯托克斯波的中心波长为465nm,其强度是抽运波剩余强度的8.1倍,转换效率高达90%。     

基于单模光纤的双锥级联干涉型角度传感器

提出了一种结构简单且具有高灵敏度的光纤角度传感器.该传感器传感头由普通单模光纤经过CO_2激光器刻写形成两段参数不同的锥形光纤.当信号光通过级联光纤锥区时,第一级锥区激发出的包层模传播一段距离后,在第二级锥区与芯模发生干涉.当角度变化时,两锥之间的距离即光程差将发生改变,同时光纤弯曲时纤芯模与包层模之间的模式耦合情况也发生变化,从而使干涉峰产生移动.实验结果表明,当角度值在0.057 5°～0.075 0°的范围内变化时,测量精度可以达到601.8 nm/(°).     

基于MIM波导缺陷谐振环结构的传输特性研究

应用时域有限差分方法(FDTD)研究了基于金属-介质-金属(MIM)波导缺陷谐振环结构的传输特性.该结构由一通道波导和位于通道上方的缺陷谐振环组成,与无缺陷谐振腔结构相比,缺陷谐振环结构破坏了环形腔原有的共振模式,从而呈现出新颖的滤波特性.当缺陷尺寸发生改变时,谐振环有效长度发生变化,通过调整缺陷的尺寸,可以有效调节滤波波长,其数值计算值与传输线理论值基本吻合.此外,通道波导与谐振环间的耦合强度在一定程度上依赖于缺陷的位置,因此通过调节缺陷的位置可以有效控制滤波强度.与其他滤波器相比,此结构在不改变结构总尺寸的情况下,可调节滤波波长,实现了更宽频段的滤波,并有效调节其透射率.当缺陷尺寸设定为某一特定值时,能实现模式间的简并,提高滤波性能.     

偏振耦合实现分布反馈光纤激光保偏输出

提出了一种通过偏振模式耦合方式实现分布反馈光纤激光器保偏输出的方法,分布反馈光纤激光器是由刻写在有源光纤上的相移光栅构成的一种窄线宽光源。由于侧面紫外曝光过程造成的光纤极化,这种光纤光栅激光具有线偏振特性,但光路结构一般是由单模光纤构成,因此激光的线偏振特性无法保持。通过监测激光偏振耦合输出功率,可以间接识别激光线偏振方向,将激光线偏振方向和保偏尾纤二次耦合熔接,可以实现窄线宽分布反馈光纤激光的保偏输出。实验得到了偏振消光比大于30 dB,输出稳定线偏振光的分布反馈光纤激光器,且激光效率、线宽、噪声等较原始单模输出时均未发生明显变化。     

金涂覆光子晶体光纤偏振滤波器的特性分析

设计了一种基于表面等离子体共振的光子晶体光纤偏振滤波器.在空气孔中选择性金涂覆使表面等离子体模式与纤芯模式共振.利用有限元法分析了改变结构参数对滤波器性能的影响.数值模拟结果表明金薄膜厚度和空气孔直径能够优化表面等离子体模式及纤芯模式的共振峰位置和强度，在波长1.31μm 处x偏振方向的损耗到达740.5dB/cm，y偏振方向的损耗很低且x，y方向的损耗峰明显地被分开.利用这些特性设计出一种新型的工作在通信波段的光子晶体光纤偏振滤波器.