多组份玻璃全固体保偏光子晶体光纤的研制

题名:多组份玻璃全固体保偏光子晶体光纤的研制
作者:魏德亮
学位授予单位:中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）
关键词:保偏光纤;;光子晶体光纤;;全固体;;有限元法
摘要:
 本文论述了保偏光子晶体光纤的研究进展,结合稀土掺杂保偏光子晶体光纤的项目研究背景,采用相对于石英能获得更高的稀土离子掺杂浓度,且软化温度较低的多组份玻璃为材料,设计并成功制造了两种全固体结构的保偏光Block neodymium magnet子晶体光纤。论文的主要工作内容可以概括为以下三个部分:
 1.采用全矢量有限元法分析了保偏光子晶体光纤的孔间距、大小孔直径、传输光波长以及不同折射率差对光纤双折射的影响;分析了不同结构参数下光纤基模的有效折射率和模场分布。在此基础上设计了两种全固体结构的保偏光子晶体光纤。
 2.采用传统的高温熔融工艺制备了铒镱共掺铅硅酸盐玻璃作为光纤的纤芯材料。通过测试其吸收光谱、荧光光谱http://www.chinamagnets.biz/和折射率,结合McCumber理论和Judd-Ofelt理论计算了该玻璃系统中Er~(3+)离子~4I_(13/2)→~4I_(15/2)能级跃迁受激发射截面和荧光寿命。结果表明,该样品荧光寿命长,受激发射截面大,同时具有较弱的上转换发光等Block neodymium magnet特性。因此该玻璃是一种良好的激光增益材料。简要讨论了光纤材料选择的匹配条件,选择WT58和H-K9L玻璃分别作为光纤的基底材料和孔填充材料。
 3.详细介绍了光子晶体光纤制备的工艺过程,采用毛细管堆积法成功拉制了所设计的两种保偏光子晶体光纤。对光纤端面结构、传输损耗、输出光偏振消光比、近场光斑图样和光纤横截面折射率分布等一系列参量进行了实验测试,结果表明该光纤的微结构保持良好,有效克服了传统光子晶体光纤制造过程中空气孔易于塌陷的困难,且具有较好的保偏特性。这说明了采用全固体结构设计具有高保偏性能且制Block neodymium magnet造工艺简单的保偏光子晶体光纤是可行的。
学位年度:2009