相位匹配下锥形光纤激发出的回廊模谐振

分别计算不同直径下锥形光纤基模和玻璃微球谐振腔内最低阶径向回廊模的传播常量,利用相位匹配条件,作出了锥形光纤与石英玻璃微球腔的直径对应关系曲线.在此基础上,选择锥腰直径2.8μm左右的低损耗锥形光纤与直径143.1μm球形度很好的玻璃微球腔进行近场耦合以激发球内的最低阶径向回廊模谐振,在锥形光纤的两端进行通光测试,在输出端获得了等间距分布的窄线宽滤波谱线,其吸收峰位置与利用Mie理论计算的球内最低阶径向回廊模谐振峰位置相一致.

球微腔介质的回廊模近似解

从球对称边界条件出发,分别讨论微球内部光场的两类重要的传播模式横电场(TE)和横磁场(TM)回廊模(WGMs),并导出其对应的特征方程.运用大球近似下的特征方程解,计算低阶WGMs模的谐振波长,很好地解释掺铒氟化物玻璃微球中所观察到的发射光谱.

ASE泵浦Yb^(3+)/Er^(3+)共掺SiO_(2)微球产生的可调谐回廊模激光

文中对Yb^(3+)/Er^(3+)共掺二氧化硅(SiO_(2))微球受1μm放大的自发辐射(ASE)光源激励产生的激光进行了探究。通过磁控溅射的方式在微球球冠处镀上一层铜膜,利用铜膜的光热效应以及ASE光源的偏振不敏感性,在ASE光源的同时泵浦与控制加热下,YEDS微球中产生了稳定的光纤通信L波段单模激光并实现了线性调谐,调谐范围达到了1.518nm。

SiO_2光学微球的制作与谐振谱测试分析

采用一种新的、洁净的电极放电电弧加热光纤末端的方法制作了SiO2光学微球,得到微球直径在40μm～300μm之间。通过锥光纤与微球腔的耦合,用300kHz线宽的可调谐振激光光源的光波测试系统,以1pm步长从1530～1560nm扫描激发微球的回廊模,用以测试和分析了微球腔的形貌相关谐振谱,为制作基于微球的光纤通信器件提供研究基础。

混合微球谐振腔热非线性效应的增强方法(英文)

提出并实现了一种可增强微球谐振腔热非线性效应的方法。通过在微球谐振腔表面涂覆低折射率紫外胶形成并制备了混合谐振腔。通过分析混合谐振腔结构的热光系数,从理论和实验论证了混合谐振腔结构可获得更大的热非线性效应,同时验证了混合谐振腔的品质因素对热非线性的影响。应用此混合谐振腔结构于温度传感实验,结果表明通过增强方法制备的谐振腔其检测灵敏度提高了2.8倍。因此,此方法在传感应用、生物化学检测、通讯等领域也有广泛的应用前景。

自由空间泵浦玻璃微球的光学特性

现有的微球谐振腔大多利用微纳光纤锥的倏逝波场为微球提供泵浦能量,这是因为其具有较高的模式耦合效率,但在实际应用中这种耦合方法欠缺一定的灵活性,且需要配备精密的耦合装置。本文探究了使用未拉锥的截断光纤从不接触微球的自由空间直接向微球导入泵浦光的可行性。在典型的Nd^(3+)掺杂碲酸盐玻璃微球/光纤锥耦合系统的基础上,用一根连接泵浦光源的截断光纤从自由空间直接照射微球的中心或边缘部位,可测出微球/光纤锥耦合系统的激光输出功率相对于原耦合系统明显提升;在关闭连接光纤锥的泵浦源而仅使用自由空间泵浦源的条件下,仍可获得明显的单纵模激光现象。本文利用时域有限差分法和几何光束追迹法的仿真模型还原了上述自由空间耦合法的全过程。仿真与实验结果表明,这种自由空间耦合法有潜力成为常规光纤锥耦合法的一种辅助泵浦方法,为需要更高泵浦功率或更多泵浦波长选择的实验场合提供解决方案。

掺铒磷酸盐玻璃微球吸收光谱上的形貌共振

利用高温熔融冷却法制备了直径为82.4μm的掺铒磷酸盐玻璃微球,并利用熔融拉丝法制备了锥腰直径为2.3μm的熔锥光纤与其进行耦合,发现了掺铒玻璃微球吸收光谱中出现的等间距分布的滤波谱线。利用光学微球腔理论讨论了玻璃微球吸收光谱中的形貌共振现象,计算出该耦合系统的品质因数为1.31×104。利用Mie散射理论计算了谱线的吸收峰位置和峰间间距,计算结果与实验结果相符合。最后比较了两种峰间间距算法的优劣。

热压法制备的碲酸盐玻璃微盘

提出一种热压法制备微盘激光器的工艺,仅使用实验室常用电阻加热炉具即可制备出不同直径/厚度的微盘激光器.选用TeO2-ZnO-Na2O碲酸盐玻璃为基质材料,制备出直径分布在100-400μm范围内、最小厚度可达8μm、典型品质因数(Q值)约为105的微盘激光器.对碲酸盐玻璃基质材料掺入稀土离子Nd^3+和Tm^3+,通过光纤锥耦合法开展微盘的抽运耦合实验,即可在耦合系统的输出光谱中获得明显的荧光回廊模式和激光模式.以一颗直径为105.74μm、厚度为10.4μm的Nd^3+掺杂微盘为例,当抽运光功率提升至1.364 mW以上时,即可在1.06μm附近获得激光峰.同样实验表明,对Tm^3+掺杂的微盘进行抽运耦合实验可获得1.9μm附近的激光峰.

作图法求解光学微球腔的本征模

提出一种用作图法求解光学微球腔体本征膜的简便方法。根据光纤耦合时产生的回廊模(WGM)特点,利用对光场做近似处理得出的本征方程,采用Matlab作图求解出本征模。对比实验测得的数据可以看出,相对误差在0.1%以内。与一般的近似公式求解方法相比较,求解的结果更准确,而且计算方法更简便。

ASE光源泵浦掺铥双微球腔实现2μm激光的产生及放大

本文提出了一种双Tm^(3+)掺杂二氧化硅微球-锥光纤(TDSM-TOF)结构C波段放大自发发射(ASE)光源来激发产生2μm回音壁模(WGM)激光,并实现产生激光的放大。搭建实验装置测量了TDSM,和TDSM,及其级联的吸收光谱和激光光谱。ASE光源是非偏振光,可提供任意偏振的掺饵微球腔的泵浦源以抵消环境振动引起的偏振变化的影响。本实验观察到六个光子吸收的上转换荧光.

石英玻璃微球吸收光谱上的结构共振

通过CO2激光器熔融不同直径的熔锥光纤以得到相应直径的石英玻璃微球,利用此微球和熔锥光纤,构造了球微腔耦合系统。实验中利用光腰直径为3.1μm的熔锥光纤与直径为143.1μm的石英玻璃微球进行耦合,通过最大分辨力为1pm的可调谐半导体激光器对该耦合系统进行光谱扫描,发现石英玻璃微球的吸收光谱中出现分立的结构共振峰。利用光学微球腔理论讨论了石英玻璃微球吸收光谱中的结构共振,并用米氏散射理论公式对一阶TE模共振峰的位置以及它们的间隔进行了计算,共振峰位置实验结果与理论结果的误差仅为0.03%,表明实验与计算结果相符。