利用多模干涉效应集成0.98μm/1.55μm波分复用器及掺铒光信号放大器

波分复用器（ＷＤＭ）作为光纤通信中一种重要的元器件，能够在不改变原有通信线路的条件下，有效地增加光纤通信的容量。传统的波分复用器主要基于色散原理，分光比不能准确控制，信号间串音大；而基于平面波导中多模干涉效应研制的波分复用器，具有体积小，损耗低（＜０５ｄＢ），不受光偏振态的影响，易集成等优点；在很宽的工作波长范围内，受环境变化影响小，适合现代通信器件集成化的发展。利用多模干涉效应（ＭＭＩ）集成的０９８μｍ／１５５μｍ波分复用器，波导长度仅几个毫米，分光比例准确，隔离度可达３０－４０ｄＢ，波形失真小，它不仅可用于１５５μｍ光纤激光器和ＥＤＦＡ的集成，也可用于实现１×Ｎ和Ｎ×Ｎ分光，在光纤通信中有广泛的应用前景。

基于多模干涉效应的可调谐大模场光纤激光器

研究了基于多模干涉效应的线形腔可调谐掺镱双包层光纤激光器。激光器主要由单模光纤-多模光纤-平面反射镜构成的多模干涉光纤反射器、大模场面积掺镱双包层光纤、宽带介质全反镜和3dB输出耦合器构成。通过移动反射镜改变多模干涉光纤反射器的峰值波长实现了光纤激光器的可调谐输出。利用974nm光纤输出半导体激光器作为抽运源,实验获得了从1038.82nm到1071.06nm的不同激光波长输出,可调谐范围近32nm,3dB带宽约为0.2nm,平均输出功率为430mW,激光器斜效率约为31%。

基于PbS量子点的可调谐高能量锁模光纤激光器

基于低维纳米材料的飞秒光纤激光器在光学开关、光纤传感和光通信领域中发挥着重要的作用。然而,低损伤阈值限制了其在高能量激光领域的实际应用。为了解决这一问题,实验中基于PbS量子点饱和吸收体,在近零色散区研究掺铒光纤激光器的飞秒脉冲输出特性,脉冲中心波长为1568.6 nm,光谱的3 dB带宽为11.4 nm,脉冲半高全宽为361 fs。利用多模光纤中的非线性多模干涉效应实现带宽可调的光谱滤波效应,调节偏振相关“基模”引起的群时间延迟量调控腔内总色散量,升高泵浦驱动电流达到饱和吸收体的反饱和吸收特性区域,实现从展宽脉冲到高能量耗散孤子共振脉冲的切换。由于局部的非同步色散波与孤子之间的相消干涉效应,导致耗散孤子共振脉冲光谱出现了dip型边带和Kelly边带不对称地分布在光谱两边的现象。通过调谐腔内脉冲的偏振状态和泵浦功率,高能量脉冲的半高全宽可以在7.7~23 ns之间调谐。当泵浦驱动电流达到800 mA时,腔内激光脉冲能量为34.8 nJ,其损伤阈值大于60 mJ/cm^(2)。该工作为实现高效、高能量飞秒光纤激光提供了新的解决方案。

一种新型多模干涉型光子晶体波分解复用器(英文)

基于二维光子晶体中多模干涉效应(MMI)设计了一种新型的三波长波分解复用器,模拟结果表明,该结构能有效地分离1310 nm/1500 nm/1550 nm三个波段的波长。当改变该波分解复用器的相关结构参数时,该结构能拓展至其他波段。除此之外,该结构也能单独作为两波长波分解复用器对1310 nm/1550 nm实现分离。该波分解复用结构对三个波长的透射率均在91%以上。与此同时,借助于平面波展开法及时域有限差分法,对光波在该结构的传播效率及传播行为进行了计算及模拟。

单模-多模光纤产生系列Bottle beam

提出一种利用多模光纤的多模干涉效应在自由空间中获得多个局域空心光(Bottle beam)的新方法。单模-多模光纤结构是一段多模光纤无偏心地连接到一段单模光纤上,光由单模光纤传输到多模光纤激发产生一系列的LP0,n模,由于多模干涉效应在多模光纤中相互叠加,当入射到自由空间后形成了多个Bottle beam。文中对光束传输过程进行理论分析并利用Matlab进行仿真实验,结果表明在自由空间中可以获得系列Bottle beam。当多模光纤纤芯直径分别为45μm,60μm和90μm时所选择的光场段内的Bottle beam的尺寸大小基本相同(约400μm×20μm),而第一个空间暗域沿轴向两侧相对光强差值分别为0.62,0.41和0.11,可见当多模光纤的纤芯直径越大时所得到的Bottle beam暗域的轴向两侧光强越相近,因此也越有利于囚禁微粒。

基于MMI滤波器的可调谐连续光全光纤OPO

在连续光全光纤光学参量振荡器(FOPO)中,目前主要利用可调滤波器(TBPF)等高插入损耗的滤波器件进行边带光输出波长的调谐,这种方式所引起的高环形腔损耗限制了FOPO输出性能的进一步提升。为解决此问题,提出了基于多模干涉(MMI)滤波器的低腔损耗可调谐连续光FOPO。通过选取不同长度和纤芯尺寸的多模光纤制作级联单模-多模-单模光纤(SMS)作为滤波器件,使其在选定波长处的插入损耗小于1 dB,FOPO环形腔的总损耗不大于5 dB,并通过对SMS器件施加轴向拉力的方式调节滤波器件的透射谱,实现了1 494～1 501 nm和1 638～1 629 nm范围内的双边带可调谐连续光输出。

光电子技术与器件 光放大、控制与器件

TN219 2006065296 1．55/μm SiGe 2×3光开关=A 2×3 photonic switch in SiGe for 1．55μm operation[刊,英]/陈志文(中山大学光电材料与技术国家重点实验室．广东,广州(510275))．李宝军…//半导体学报,—2006,27(3)．—494-498利用多模干涉效应和自由载流子等离子体色散效应设计和模拟了基于1．55μm波长的2×3 SiGe光开关。

基于金属有机骨架的水中微量乙醇光纤传感器

设计并制备了一种基于金属有机骨架(MOF)的光纤传感器,该传感器包括通过在无芯光纤两端熔接单模光纤所构建的单模-无芯-单模结构,以及采用原位结晶技术在无芯光纤表面生长的ZIF-8纳米薄膜。光信号从单模光纤耦合进无芯光纤时会激发出多种高阶模式并形成多模干涉,干涉结果对无芯光纤周围折射率的变化异常敏感。利用ZIF-8材料的多孔性和对乙醇分子特异性吸附能力,吸附乙醇分子后的ZIF-8纳米薄膜因孔隙被填充,其折射率将发生变化,改变了无芯光纤中多模干涉条件,导致其透射谱线发生偏移,从而实现水溶液中微量乙醇的检测,实验结果表明传感器最低检测乙醇体积分数可达1%,灵敏度为1.3 nm·%^(-1)。该传感器结构简单,易于制备,在水中微量有机分子检测方面具有一定的应用前景。