空芯光纤输出能量分布及其应用的研究

空芯光纤纤芯内场强分布一直是研究热点，在某些限定条件下可通过光纤输出能量分布近似。提出了一种空芯传能光纤输出能量分布的简便测量方法，通过试验测量结果分析了输出能量分布在光纤模式纯度估算和光纤耦合状态检测两方面的应用，最后通过实验讨论了输出光束腰问题，对不同全内反射(ATR)空芯光纤所得结果进行了比较。     

CO2激光器电源的数字化控制

传统的模拟控制方式的PFC在电路调试时需要修改电路元器件的参数,显得非常麻烦,而且抗干扰能力很差.文章介绍了一种由TMs320LF2407A DSP作为控制芯片的激光器电源,用高运算速度的控制芯片代替了传统的UC系列作为PFC的控制单元,具有调试方便,抗干扰能力强的特点.同时,用其PWM输出管脚的脉宽调制波经过驱动电路放大后作为IGBT的驱动信号.这种电路实现了PFC及脉宽调制的数字化.     

微结构光纤间隙孔在制备过程中形变的研究

利用圆形毛细管采用堆积法制备六角型微结构光纤预制棒时,在相邻三根毛细管之间会形成一个近似等腰三角形的孔(间隙孔)。在微结构光纤的制备过程中,对不同情况下间隙孔的变化进行了理论分析。分析结果表明,拉丝时,当间隙孔和包层毛细管之间的气压差ΔP=0时,间隙孔得以保持;当ΔP≠0时,在压强差的作用下,包层毛细管会发生形变位移,从而导致间隙孔消失。根据此理论分析结果,进行制备试验,发现试验结果与理论计算值具有一致性。通过控制间隙孔与毛细管中的气压差,可以制备出无间隙孔微结构光纤,并有助于保持包层孔的结构,大大提高了制备工艺的稳定性。     

低损耗耦合器的研究

利用光线光学原理 ,通过理论计算 ,设计一种可降低耦合损耗的新型耦合器。经实验证明 ,在传输CO2 激光能量时 ,光纤传输损耗可降低 5 0 %左右     

传像光纤束的物镜设计

在大截面传像束前置光学系统设计中,采用“负- 正”型式的像方远心光路结构,在像 差校正过程中引入标准二次曲面和偶次非球面,能很好地解决镜头轴外像差校正与像面照度均匀性问题,同时使镜头结构紧凑、小型化。通过理论计算和ZEMAX光学软件的优化,给出工作波长0. 8～1. 1μm,焦距5mm,相对孔径为1∶3. 8,光学长度为47.5mm,视场角为60°的镜头设计实例。对设计结果的分析表明,该镜头在31 lp /mm空间频率处的MTF值超过0. 78,像质优良。     

平坦色散高非线性光子晶体光纤的研究与制备

运用改进的全矢量有效折射率法(IFVEIM),研究了光子晶体光纤结构(PCF)参数改变时,光纤的色散系数、有效模场面积和非线性系数随波长的变化规律,深入地分析了光纤可调节的色散平坦特性和高非线性特性.课题组自行设计了一种在900nm附近具有低平坦色散高非线性特性的光子晶体光纤.并且在改进工艺的基础上,采用包层孔充气挤压法对其进行了制备,虽然制得的光纤各参数未达到设计值,但其在800～1000nm的波段内色散值仅为0.75ps/km/nm,非线性系数值则达到了30(W/km)-1,这在当前规则结构的纯硅光子晶体光纤中已经较高.     

掺Er3+镉硅酸盐玻璃的波长转换特性

用高温熔融法制备了不同Er3+浓度掺杂的SiO2-Al2O3-CdO-Li2O-K2O-Na2O玻璃样品,测试了其吸收光谱和发射光谱。研究结果表明:在365nm激发下,玻璃样品发射绿光,发射峰强度随着Er3+浓度的增加具有先增加再减小,最后快速增长的关系;在488nm激发下,样品除发射绿光外,还发射较强的731nm红光,且Er3+掺杂浓度为0.2mol和0.4mol时,其发射峰值强度基本相同;可以通过调整Er3+掺杂浓度,进而获得高强度荧光发射。     

碳化硅内膜空芯传能光纤的研究

为了改进空芯传能光纤对10．6μm处CO2激光的传输性能，研制了具有SiC内膜的新型空芯玻璃波导，利用SEM和FTIR等技术分析了反应条件对sic膜层结构、物相的影响，并测试了光纤的性能．结果表明：温度是影响SiC膜层的重要因素；制得的孔径为950μm，长为2．5m的SiC传能光纤理论损耗约为0．7dB／m，实际传输损耗为0．74dB／m；SiC的吸收蜂有蓝移现象．     

用于激光能量传输的大纤芯微结构光纤的设计及制备

设计和制备了一种传输高功率激光能量石英基质微结构光纤。光纤的外径为180μm,芯径为84μm,包层为双层空气孔。实验结果表明,对半导体激光的980nm和YAG激光的1 064nm波长的传输损耗分别为6dB/km和7dB/km,而最低损耗可达到1dB/km@935nm;在弯曲半径为0.25cm的条件下,弯曲的附加损耗为0.56dB/circle@980nm和0.416dB/circle@1 064nm;实验测得在980nm波长的实际模场面积为2 951.71μm2,与理论值2 951.4μm2相吻合。研制的光纤具有结构简单、柔软性好、易制备、低非线性、低损耗和高损坏阈值等特点,是高功率激光能量柔性传输系统的理想介质。     

利用改进的堆积法制备微结构光纤

通过改进的堆积法,制备无间隙孔微结构光纤（MSF）。该方法包括3个步骤：1）通过传统堆积法,制备MSF的预制棒;2）对预制棒进行预定型处理,对其一端加热使毛细管熔死,再将预制棒放入高温炉中加热至1600℃,并对另一端加压加气,内部毛细管受气压扩张,进而膨胀使间隙孔受力消失．所有的包层毛细管熔到一起形成了一整体,这样有助于拉丝时保持光纤的结构;3）完成拉丝过程。用这种改进的堆积法进行MSF的制备,取得了很好的试验结果。