选择性空气孔塌缩技术实现七芯光子晶体光纤低损耗熔接

多芯光子晶体光纤(MCPCF)是实现高功率超连续谱输出的一个重要研究方向,而如何解决多芯光子晶体光纤的低损耗熔接问题是实现全光纤化的关键。介绍了一种通过选择性空气孔塌缩技术实现七芯光子晶体光纤低损耗熔接的方法。数值模拟了处理前后七芯光子晶体光纤的模场特性以及对熔接损耗的影响。实验上对七芯光子晶体光纤进行了选择性空气孔塌缩处理,实现了和纤芯直径为15μm的双包层光纤的低损耗熔接,损耗值为0.22dB。

光子晶体光纤模场直径增加方法

通过加热光子晶体光纤,其包层中空气孔由于表面张力的作用而塌缩减小。理论和实验结果表明,空气孔的塌缩在满足波导的渐变条件下,引入的能量损耗非常小。空气孔的塌缩减小,可以有效地增加光子晶体光纤的模场直径,从而不仅可以提高光耦合的效率和光纤端面的损伤阈值,而且可以降低与其它模场直径不匹配的普通光纤的熔接损耗。

光子晶体光纤的后处理技术

对光子晶体光纤的后处理技术进行了详细的分析和讨论,包括拉锥、空气孔膨胀后拉锥、选择性空气孔塌缩。利用这些后处理技术,可以改变光子晶体光纤的结构参数,如空气孔大小、纤芯大小和形状等,制作各种不同类型的光子晶体光纤光器件。

一种实现矩形光源与光纤高效耦合的方法

提出利用变形光子晶体光纤实现矩形光源和普通单模光纤的高效耦合,变形光子晶体光纤矩形芯一端连接矩形光源,圆形芯一端连接普通光纤。首先利用光束传播法计算了此结构的耦合效率;然后通过堵孔、充气和加热的方法,实现了矩形芯到圆形芯的变形光子晶体光纤的制作。模拟结果显示,该耦合方式优于矩形光源与普通单模光纤的直接耦合,可将耦合效率提高3.9 dB以上。实验结果表明,利用这种耦合方式连接矩形光源与普通单模光纤是完全可行的。

光子晶体光纤的全光纤纤芯变形研究

利用有限差分光束传输法分析了全光纤纤芯变形光子晶体光纤中的模场分布以及能量损耗情况.实现了光子晶体光纤的选择性空气孔塌缩,制作了由小纤芯到大纤芯和圆形芯到矩形芯的纤芯变形光子晶体光纤,该光纤在波长1550nm下以小于0.05dB的能量损耗实现了光斑的整形.实验结果与模拟结果有很好的一致性.

扩芯-拉锥技术对光子晶体光纤合束器性能的改善

设计了一种新型的光子晶体光纤(PCF)合束器,利用光子晶体光纤的后处理技术塌缩纤芯周围的三圈空气孔使纤芯直径增大,再对PCF合束器进行熔融拉锥,将多路熔融拉锥后的光子晶体光纤熔接到一路多模光纤作为输出端。通过数值模拟计算得到:扩芯-拉锥PCF合束器在入射不同波长时的轴向损耗远小于直接拉锥PCF合束器。