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反谐振空芯光纤及气体拉曼激光技术的研究进展 被引量：11
1
作者 高寿飞 汪滢莹 王璞 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期175-192,共18页
反谐振空芯光纤(HC-ARF)具有宽传输通带、低传输损耗、高损伤阈值和高模式纯度等优势,在高功率脉冲激光传输及压缩、超快非线性频率变换、短距离高速高容量光通信、生物化学分析和量子存储等领域展现出广阔的应用前景。简要回顾了空芯... 反谐振空芯光纤(HC-ARF)具有宽传输通带、低传输损耗、高损伤阈值和高模式纯度等优势,在高功率脉冲激光传输及压缩、超快非线性频率变换、短距离高速高容量光通信、生物化学分析和量子存储等领域展现出广阔的应用前景。简要回顾了空芯光子晶体光纤(HC-PCF)的发展历程,重点介绍了近年来出现的几种新型HC-ARF。对气体填充HC-ARF在新型拉曼激光频率变换应用领域中的关键技术及最新进展进行了讨论。 展开更多
关键词 非线性光学 空芯光子晶体光纤 反谐振空芯光纤 非线性频率变换 拉曼激光
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变压器故障特征气体空芯反谐振光纤增强拉曼光谱检测 被引量：7
2
作者 王建新 陈伟根 +4 位作者 王品一 张知先 蔚超 万福 汤思蕊 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第16期6136-6144,共9页
油中特征气体检测与分析是判断油浸式电力变压器早期潜伏性故障的有效方法之一。拉曼光谱技术具有利用单一波长的激光同时实现混合气体直接检测的独特优势。然而,拉曼信号弱导致气体检出限较高,无法满足变压器故障特征气体检测需求。鉴... 油中特征气体检测与分析是判断油浸式电力变压器早期潜伏性故障的有效方法之一。拉曼光谱技术具有利用单一波长的激光同时实现混合气体直接检测的独特优势。然而,拉曼信号弱导致气体检出限较高,无法满足变压器故障特征气体检测需求。鉴于此,该文开展变压器故障特征气体空芯反谐振光纤增强拉曼光谱检测研究,对H、CO、CO、CH、CH、CH、CH等气体的检出限分别达到了8、22、5、2、6、3、3μL/L;结合最小二乘法,建立各气体特征拉曼峰峰面积与其浓度间的定量分析模型,并对配置的气体样品进行检测与分析。研究表明,光纤增强拉曼光谱技术具有高选择性、低检出限、高准确性及重复性,为变压器故障特征气体拉曼光谱在线监测与变压器故障诊断奠定了基础。 展开更多
关键词 油浸式电力变压器 故障特征气体 拉曼光谱 空芯反谐振光纤
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4μm单模单偏振硫系负曲率反谐振光纤 被引量：1
3
作者 马欣欣 李建设 +9 位作者 郭海涛 李曙光 许彦涛 张豪 孟潇剑 郭英 王莼 武彪 赵原源 崔兴旺 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第19期66-75,共10页
提出并研究了一种以硫系玻璃为基底材料的红外负曲率反谐振光纤,该光纤在4μm附近可低损耗、单模单偏振传输光信号。利用有限元法对其性能进行数值仿真,结果表明:该光纤在3.99~4.00μm波长范围内具有良好的单模单偏振特性,特别是在4μm... 提出并研究了一种以硫系玻璃为基底材料的红外负曲率反谐振光纤,该光纤在4μm附近可低损耗、单模单偏振传输光信号。利用有限元法对其性能进行数值仿真,结果表明:该光纤在3.99~4.00μm波长范围内具有良好的单模单偏振特性,特别是在4μm波长处,偏振消光比和高阶模式消光比分别达到491和649,表明其保偏性能具有很好的稳定性;该光纤具有低损耗传输特性,在3.92~4.01μm波长范围内,x偏振基模均可维持在平坦且损耗很低的反谐振区域内,尤其在4μm波长处,x偏振基模的损耗仅为1.8×10^(-4)dB/m;该光纤具有良好的抗弯曲能力,在单模单偏振传输下,弯曲损耗始终小于10^(-3)dB/m。该红外负曲率反谐振光纤不仅在中红外波段的通信和医疗系领域具有良好的应用前景,也为工作在4μm波段的量子级联探测器提供了纯净光源。 展开更多
关键词 光纤光学 负曲率空芯光纤 空芯反谐振光纤 单模 单偏振 有限元法
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空芯反谐振光纤及其高功率超短脉冲传输 被引量：6
4
作者 高寿飞 汪滢莹 +4 位作者 刘小璐 顾帅 彭志刚 王璞 杜可明 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期151-156,共6页
拉制了两种低损耗、单模、近红外宽带传输的空芯反谐振光纤,并用于高功率超短皮秒脉冲传输。利用无节点结构的空芯反谐振光纤实现了平均功率为74 W、单脉冲能量为185μJ、峰值功率为10.8 MW的超短脉冲传输,且输出激光在频域和时域上均... 拉制了两种低损耗、单模、近红外宽带传输的空芯反谐振光纤,并用于高功率超短皮秒脉冲传输。利用无节点结构的空芯反谐振光纤实现了平均功率为74 W、单脉冲能量为185μJ、峰值功率为10.8 MW的超短脉冲传输,且输出激光在频域和时域上均没有发生明显变化。 展开更多
关键词 激光光学 空芯反谐振光纤 超短脉冲传输 单脉冲能量 峰值功率
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超低损耗高双折射空芯反谐振太赫兹光子晶体光纤 被引量：3
5
作者 惠战强 杨雪 +4 位作者 韩冬冬 李田甜 赵峰 杨祎 陈素果 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期563-572,共10页
本文提出了一种以环烯烃共聚物(Cyclic Olefin Copolymer,COC)为基底的超低损耗高双折射空芯反谐振太赫兹光子晶体光纤,该光纤的包层由两组(共六个)无节点嵌套管组成。采用时域有限差分法(Finite Difference Time Domain method,FDTD)... 本文提出了一种以环烯烃共聚物(Cyclic Olefin Copolymer,COC)为基底的超低损耗高双折射空芯反谐振太赫兹光子晶体光纤,该光纤的包层由两组(共六个)无节点嵌套管组成。采用时域有限差分法(Finite Difference Time Domain method,FDTD)结合完美匹配层(Perfectly Matched Layer,PML)边界条件对其导波特性进行分析。仿真结果表明,在0.8~1.35 THz范围内,总传输损耗小于0.1 dB/m,双折射大于2.12×10^(-5),色散为±0.027 ps/THz/cm。在1.12 THz处,最低总传输损耗仅为0.543×10^(-2)dB/m,双折射值为2.06×10^(-4)。同时,分析了该光纤的弯曲性能,表明在y方向,当弯曲半径超过19 cm时,弯曲损耗小于0.1 dB/m,具有良好的弯曲性能。 展开更多
关键词 空芯反谐振光纤 太赫兹 高双折射 低损耗
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C+L波段0.38 dB/km超低损耗国产嵌套管式空芯反谐振光纤 被引量：2
6
作者 张鑫 董子涵 +2 位作者 姚静远 万双琴 王璞 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期220-224,共5页
为了进一步降低空芯反谐振光纤在通信波段的传输损耗,利用改良的堆积-拉制法成功制备出在通信C+L波段具有超低损耗的嵌套管式空芯反谐振光纤(Nested HC-ARF)。光纤制备长度为720 m,在1545~1660 nm光谱范围内实现了0.38 dB/km的平均传输... 为了进一步降低空芯反谐振光纤在通信波段的传输损耗,利用改良的堆积-拉制法成功制备出在通信C+L波段具有超低损耗的嵌套管式空芯反谐振光纤(Nested HC-ARF)。光纤制备长度为720 m,在1545~1660 nm光谱范围内实现了0.38 dB/km的平均传输损耗,同时光纤LP模式损耗高达2.96 dB/m,光纤高阶模抑制比为38.9 dB。测量结果表明,制备的Nested HC-ARF具有与实芯单模光纤同一量级的超低传输损耗以及极高的光纤模式纯度,有望作为新一代传输光缆应用于光纤通信系统。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤元件 空芯反谐振光纤 超低传输损耗 单模
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一种红外波段低损耗空芯反谐振光纤的设计与研究 被引量：3
7
作者 韩颖 董婷婷 +6 位作者 卿源 宋朋 朱维震 周凡迪 李正然 王伟 侯蓝田 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期32-38,共7页
提出一种红外波段低损耗的空芯反谐振光纤,石英包层管为半圆半椭圆拼接结构,采用全矢量有限元法进行设计与研究。半椭圆管的半短长轴与半圆管的半径相等,将半圆管与半椭圆管进行拼接,改变半圆的半径以及半椭圆管的半长轴来改变靠近纤芯... 提出一种红外波段低损耗的空芯反谐振光纤,石英包层管为半圆半椭圆拼接结构,采用全矢量有限元法进行设计与研究。半椭圆管的半短长轴与半圆管的半径相等,将半圆管与半椭圆管进行拼接,改变半圆的半径以及半椭圆管的半长轴来改变靠近纤芯处的负曲率以及远离纤芯的正曲率,进而研究包层管的正负曲率对空芯反谐振光纤的损耗特性的影响,设计应用于1. 5~3. 0μm波段的低损耗空芯反谐振光纤。结果显示负曲率较小正曲率较大时限制损耗效果更好。当靠近纤芯处为圆形半管远离纤芯处为椭圆半管,圆形半径ry=25μm,椭圆的半长轴rx=65μm,半短长轴ry=25μm时,光纤最低限制损耗在波长2. 1μm处为8. 22×10^(-2)dB/km。 展开更多
关键词 红外波段 空芯反谐振光纤 负曲率 限制损耗
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空芯反谐振光纤2.60~4.35μm中红外激光传输及损耗表征 被引量：1
8
作者 朱宽 张鑫 +5 位作者 鲁文举 王菲菲 张百涛 何京良 汪滢莹 王璞 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2022年第3期103-108,共6页
为了研究空芯反谐振光纤的中红外激光传输能力,使用自制的无节点空芯反谐振光纤进行了2.60~4.35μm的中红外激光传输实验。该空芯反谐振光纤包层由七根平均壁厚为800 nm的玻璃毛细管组成,光纤外径为365μm,纤芯直径为115μm。使用中红... 为了研究空芯反谐振光纤的中红外激光传输能力,使用自制的无节点空芯反谐振光纤进行了2.60~4.35μm的中红外激光传输实验。该空芯反谐振光纤包层由七根平均壁厚为800 nm的玻璃毛细管组成,光纤外径为365μm,纤芯直径为115μm。使用中红外可调谐光参量振荡器作为光源,测试了光纤在2.60,3.27,3.41,3.80,4.08,4.21,4.35μm七个波段的激光传输及损耗特性。结果显示,该光纤可实现2.6~4.08μm波段低损耗导光,在3.27μm传输损耗最低,为0.037 dB/m。光纤在4.08μm和4.35μm处的传输损耗分别为3.200 dB/m和0.788 dB/m,而该波段熔融石英吸收损耗分别高达1000 dB/m和3000 dB/m。研究结果证明,空芯反谐振光纤在中红外激光柔性传输领域拥有巨大潜力。 展开更多
关键词 光纤光学 空芯反谐振光纤 中红外激光 激光传输
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空芯反谐振和光子带隙复合光纤的优化设计
9
作者 张慧嘉 徐士杰 +3 位作者 郭娜 杨鹏 庞璐 宁鼎 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1393-1396,共4页
空芯反谐振和光子带隙复合光纤是刚刚兴起的一种新型空芯微结构光纤。由于这种光纤可同时实现低损耗和单模传输的特点,所以可应用于光纤陀螺、光纤激光通信等领域。为了实现良好的单模性和低损耗,本文对此种光纤的基模和高阶模的限制和... 空芯反谐振和光子带隙复合光纤是刚刚兴起的一种新型空芯微结构光纤。由于这种光纤可同时实现低损耗和单模传输的特点,所以可应用于光纤陀螺、光纤激光通信等领域。为了实现良好的单模性和低损耗,本文对此种光纤的基模和高阶模的限制和散射损耗进行了计算,通过优选光纤内包层气孔归一化内径d/D和内包层气孔壁厚度t,得到了当d/D=068,t=500nm时,在工作波长1500~1590nm范围,空芯反谐振和光子带隙复合光纤可实现良好的单模性和低损耗。 展开更多
关键词 空芯光子带隙光纤 空芯反谐振光纤 表面散射损耗
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长距离空芯反谐振微结构光纤的制备研究
10
作者 郭娜 朱维震 +3 位作者 张慧嘉 杨鹏 庞璐 宁鼎 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期585-588,共4页
石英基空芯反谐振微结构光纤具有结构简单,高激光损伤阈值,带宽宽等显著优点。目前制备工艺是限制该光纤发展和应用的主要原因之一。常见报道中该种光纤的制备长度仅有几百米,为了提高制备效率,降低制备成本,增加单次制备长度,必须提高... 石英基空芯反谐振微结构光纤具有结构简单,高激光损伤阈值,带宽宽等显著优点。目前制备工艺是限制该光纤发展和应用的主要原因之一。常见报道中该种光纤的制备长度仅有几百米,为了提高制备效率,降低制备成本,增加单次制备长度,必须提高预制棒的尺寸,而较大尺寸的预制棒在制备和拉制时,对压力分区系统的制作和可靠性提出挑战。本文针对空芯反谐振微结构光纤的长距离制备工艺进行探索性研究,创新性提出全石英分区控压方式并进行低温拉制实验,采用一次拉制工艺成功实现单次制备长度为1.05 km的光纤,在波长3.5~5μm,实现损耗约10 dB/m。 展开更多
关键词 空芯反谐振光纤 中红外 分区控压 一次拉制工艺
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