太赫兹双空芯光纤定向耦合器

姜子伟; 白晋军; 侯宇; 王湘晖; 常胜江

doi:10.7498/aps.62.028702

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摘要

设计了一种低损耗太赫兹双芯光子带隙光纤定向耦合器. 采用全矢量有限元法对光纤的耦合特性、损耗和色散进行了理论分析. 结果表明, 这种光纤定向耦合器在1.55–1.80 THz范围内耦合长度小于1.8 cm, 能够实现0.07 THz范围内窄带耦合, 且其损耗系数低于0.02 cm-1. 这种耦合器将在太赫兹窄带滤波、波分复用、开关和偏振分离等技术中有潜在应用价值.

关键词:

作者及机构信息

1.
南开大学, 现代光学研究所, 天津 300071;

2.
天津工业大学, 电子与信息工程学院, 天津 300387

基金项目: 国家高技术研究发展计划项目(批准号: 2011AA010205)、国家自然科学基金(批准号: 61171027)、天津市自然科学基金重点项目(批准号: 10JCZDJC15200)和教育部博士点基金(批准号: 20090031110033)资助的课题.

参考文献

[1]	Stoik C D, Bohn M J, Blackshire J L 2008 Opt. Express 16 17039
[2]	Han P Y, Cho G C, Zhang X C 2000 Opt. Lett. 25 242
[3]	Tielrooij K J, Timmer R L A, Bakker H J, Bonn M 2009 Phys. Rev. Lett. 198303
[4]	Moller L, Feserrici J, Sinyukov A 2008 Opt. Lett. 33 393
[5]	Danylov A, Goyette T M,Waldman J 2010 Optics Express 18 16264
[6]	Hunsche S, Koch M, Brener I 1998 Optics Communications 53 22
[7]	Ozaki Y 2007 Analytical Sciences 23 767
[8]	Yue W, Wang W, Yan H 2005 Proceedings of the SPIE 56 568
[9]	Ma X J, Zhao H W, Dai B, Liu G F 2008 Acta Phys. Sin. 57 3429 (in Chinese) [马晓菁, 赵红卫, 代斌, 刘桂锋 2008 物理学报 57 3429]
[10]	Atakaramians S, Afshar V S, Fischer M B 2009 ptics Communications 282 36
[11]	Chen H, Chen D, Hong Z 2009 Appl. Opt. 48 3943
[12]	Chen D, Tam Y H 2010 Journal of Lightwave Technology 28 1858
[13]	Hou Y, Fan F, Zhang H, Wang X H, Chang S J 2012 Photonics Technolgy Letters 24 637
[14]	Dupuis A, Allard J-F, Morris D, Stoeffler K, Dubois C, Skorobogatiy M 2009 Opt. Express 17 8012
[15]	Nielsen K, Rasmussen H K, Jepsen P U, Bang O 2010 Opt. Lett. 35 2879
[16]	Bai J J, Wang C H, Hou Y, Fan F, Chang S J 2012 Acta Phys. Sin. 61 108701 (in Chinese) [白晋军, 王昌辉, 侯宇, 范飞, 常胜江 2012 物理学报 61 108701]
[17]	Bora Ung, Anna Mazhorova, Alexandre Dupuis 2011 Opt. Express 19 B848
[18]	Wang Z, Kai G, Liu Y, Liu J, Zhang C, Sun T, Wang C, Zhang W, Yuan S, Dong X 2005 Opt. Lett. 30 2542
[19]	Saitoh K,Sato Y, Koshiba M 2003 Opt. Express 11 3188
[20]	Atakaramians S, Afshar V S, Fischer B M, Abbott D, Monro T M 2008 Opt. Express 16 8845

施引文献

[1]	Stoik C D, Bohn M J, Blackshire J L 2008 Opt. Express 16 17039
[2]	Han P Y, Cho G C, Zhang X C 2000 Opt. Lett. 25 242
[3]	Tielrooij K J, Timmer R L A, Bakker H J, Bonn M 2009 Phys. Rev. Lett. 198303
[4]	Moller L, Feserrici J, Sinyukov A 2008 Opt. Lett. 33 393
[5]	Danylov A, Goyette T M,Waldman J 2010 Optics Express 18 16264
[6]	Hunsche S, Koch M, Brener I 1998 Optics Communications 53 22
[7]	Ozaki Y 2007 Analytical Sciences 23 767
[8]	Yue W, Wang W, Yan H 2005 Proceedings of the SPIE 56 568
[9]	Ma X J, Zhao H W, Dai B, Liu G F 2008 Acta Phys. Sin. 57 3429 (in Chinese) [马晓菁, 赵红卫, 代斌, 刘桂锋 2008 物理学报 57 3429]
[10]	Atakaramians S, Afshar V S, Fischer M B 2009 ptics Communications 282 36
[11]	Chen H, Chen D, Hong Z 2009 Appl. Opt. 48 3943
[12]	Chen D, Tam Y H 2010 Journal of Lightwave Technology 28 1858
[13]	Hou Y, Fan F, Zhang H, Wang X H, Chang S J 2012 Photonics Technolgy Letters 24 637
[14]	Dupuis A, Allard J-F, Morris D, Stoeffler K, Dubois C, Skorobogatiy M 2009 Opt. Express 17 8012
[15]	Nielsen K, Rasmussen H K, Jepsen P U, Bang O 2010 Opt. Lett. 35 2879
[16]	Bai J J, Wang C H, Hou Y, Fan F, Chang S J 2012 Acta Phys. Sin. 61 108701 (in Chinese) [白晋军, 王昌辉, 侯宇, 范飞, 常胜江 2012 物理学报 61 108701]
[17]	Bora Ung, Anna Mazhorova, Alexandre Dupuis 2011 Opt. Express 19 B848
[18]	Wang Z, Kai G, Liu Y, Liu J, Zhang C, Sun T, Wang C, Zhang W, Yuan S, Dong X 2005 Opt. Lett. 30 2542
[19]	Saitoh K,Sato Y, Koshiba M 2003 Opt. Express 11 3188
[20]	Atakaramians S, Afshar V S, Fischer B M, Abbott D, Monro T M 2008 Opt. Express 16 8845

[1]	白晋军, 王昌辉, 侯宇, 范飞, 常胜江. 太赫兹双芯光子带隙光纤定向耦合器. 物理学报, 2012, 61(10): 108701. doi: 10.7498/aps.61.108701
[2]	俞重远, 张晓光, 刘秀敏. 三芯非线性光纤耦合器中的短脉冲光开关. 物理学报, 2001, 50(5): 904-909. doi: 10.7498/aps.50.904
[3]	王立文, 娄淑琴, 陈卫国, 鹿文亮, 王鑫. 一种覆盖全通信波段的新型宽带偏振无关双芯光纤定向耦合器的研究. 物理学报, 2012, 61(15): 154207. doi: 10.7498/aps.61.154207
[4]	董小伟, 裴丽, 简水生. 非对称熔锥法制作光纤光栅辅助耦合器型上下话路滤波器. 物理学报, 2006, 55(9): 4739-4743. doi: 10.7498/aps.55.4739
[5]	李齐良, 谢玉永, 朱殷芳, 赵知劲, 王天枢, 钱胜, 林理彬. 具有高阶耦合色散系数三芯光纤耦合器非线性光开关特性的研究. 物理学报, 2008, 57(9): 5651-5661. doi: 10.7498/aps.57.5651
[6]	付博, 李曙光, 姚艳艳, 张磊, 张美艳, 刘司英. 双芯高双折射光子晶体光纤耦合特性研究. 物理学报, 2009, 58(11): 7708-7715. doi: 10.7498/aps.58.7708
[7]	刘硕, 李曙光, 付博, 周洪松, 冯荣普. 中红外高保偏硫系玻璃双芯光子晶体光纤耦合特性研究. 物理学报, 2011, 60(3): 034217. doi: 10.7498/aps.60.034217
[8]	雷兵, 冯莹, 刘泽金. 利用全光纤耦合环实现三路光纤激光器的相位锁定. 物理学报, 2008, 57(10): 6419-6424. doi: 10.7498/aps.57.6419
[9]	白晋军, 王昌辉, 霍丙忠, 王湘晖, 常胜江. 低损宽频高双折射太赫兹光子带隙光纤. 物理学报, 2011, 60(9): 098702. doi: 10.7498/aps.60.098702
[10]	李珊珊, 常胜江, 张昊, 白晋军, 刘伟伟. 基于悬浮式双芯多孔光纤的太赫兹偏振分离器. 物理学报, 2014, 63(11): 110706. doi: 10.7498/aps.63.110706

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太赫兹双空芯光纤定向耦合器

1. 南开大学, 现代光学研究所, 天津 300071;

2. 天津工业大学, 电子与信息工程学院, 天津 300387

基金项目:

国家高技术研究发展计划项目(批准号: 2011AA010205)、国家自然科学基金(批准号: 61171027)、天津市自然科学基金重点项目(批准号: 10JCZDJC15200)和教育部博士点基金(批准号: 20090031110033)资助的课题.

收稿日期: 2012-05-08

修回日期: 2012-06-26

刊出日期: 2013-01-20

摘要: 设计了一种低损耗太赫兹双芯光子带隙光纤定向耦合器. 采用全矢量有限元法对光纤的耦合特性、损耗和色散进行了理论分析. 结果表明, 这种光纤定向耦合器在1.55–1.80 THz范围内耦合长度小于1.8 cm, 能够实现0.07 THz范围内窄带耦合, 且其损耗系数低于0.02 cm-1. 这种耦合器将在太赫兹窄带滤波、波分复用、开关和偏振分离等技术中有潜在应用价值.

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