基于不同液晶填充光子晶体光纤传输特性的研究

王家璐; 杜木清; 张伶莉; 刘永军; 孙伟民

doi:10.7498/aps.64.120702

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摘要

将5种不同折射率的液晶分别填入实芯光子晶体光纤的空气孔中, 通过改变外场条件, 研究其输出光谱的变化规律, 并进行了理论模拟分析. 结果表明: 填充液晶后, 输出光谱由全通变为多个波峰的带隙式; 同时, 液晶的折射率差值越大, 其波峰位置越向长波长方向移动, 且相对光强的对比度可以达到16 dB; 温度由20 ℃上升到85 ℃时, 波峰向短波长方向移动, 最大调控范围可达41 nm; 调节电压从0-250 V, 输出光谱的相对光强变小, 但波峰具有较好的稳定性; 在室温下, 波峰不随入射光偏振态的变化而变化. 该液晶光子晶体光纤可应用于温控可调谐滤波器或电控衰减器.

关键词:

作者及机构信息

1.
哈尔滨工程大学自动化学院, 哈尔滨 150001;

2.
哈尔滨工程大学, 纤维集成光学教育部重点实验室, 哈尔滨 150001;

3.
哈尔滨工业大学物理系, 哈尔滨 150001

基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61107059,61308052,61077047)和教育部111引智基地项目(批准号:B13015)资助的课题.

参考文献

[1]	Pang M, Xiao L M, Jin W, Arismar Cerqueira S Jr 2012 J. Lightwave Technol. 30 1422
[2]	Hou J P, Ning T, Gai S L, Li P, Hao J P, Zhao J L 2010 Acta Phys. Sin. 59 4732 (in Chinese) [侯建平, 宁韬, 盖双龙, 李鹏, 皓建苹, 赵建林 2010 物理学报 59 4732]
[3]	Zhang M Y, Li S G, Yao Y Y, Zhang L, Fu B, Yin G B 2010 Acta Phys. Sin. 59 3278 (in Chinese) [张美艳, 李曙光, 姚艳艳, 张磊, 付博, 尹国冰 2010 物理学报 59 3278]
[4]	Cubillas A M, Unterkofler S, Euser T G, Etzold B J M, Jones A C, Sadler P J, Wasserscheid P, Russell P St J 2013 Chem. Soc. Rev. 42 8629
[5]	Qian W W, Zhao C L, He S L, Dong X Y, Zhang S Q, Zhang Z X, Jin S Z, Gou J T, Wei H F 2011 Opt. Lett. 36 1548
[6]	Yu C P, Liou J H 2009 Opt. Express 17 8729
[7]	Kuhlmey B T, Eggleton B J, Wu D K C 2009 J. Lightwave Technol. 27 1617
[8]	Larsen T T, Bjarklev A 2003 Opt. Express 11 2589
[9]	Mathews S, Farrell G, Semenova Y 2011 Microwave Opt. Technol. Lett. 53 539
[10]	Tefelska M M, Ertman S, Wolinski T R, Mergo P, Dabrowski R 2012 IEEE Photon. Technol. Lett. 24 631
[11]	Ertman S, Rodríguez A H, Tefelska M M, Chychłowski M S, Pysz D, Buczyński R, Nowinowski-Kruszelnicki E, Dąbrowski R, Woliński T R 2012 J. Lightwave Technol. 30 1208
[12]	Peng Y, Hou J, Zhang Y, Huang Z H, Xiao R, Lu Q S 2013 Opt. Lett. 38 263
[13]	Sun J, Chan C C, Ni N 2007 Opt. Commun. 278 66
[14]	Li J, Wu S T 2004 J. Appl. Phys. 95 896

施引文献

[1]	Pang M, Xiao L M, Jin W, Arismar Cerqueira S Jr 2012 J. Lightwave Technol. 30 1422
[2]	Hou J P, Ning T, Gai S L, Li P, Hao J P, Zhao J L 2010 Acta Phys. Sin. 59 4732 (in Chinese) [侯建平, 宁韬, 盖双龙, 李鹏, 皓建苹, 赵建林 2010 物理学报 59 4732]
[3]	Zhang M Y, Li S G, Yao Y Y, Zhang L, Fu B, Yin G B 2010 Acta Phys. Sin. 59 3278 (in Chinese) [张美艳, 李曙光, 姚艳艳, 张磊, 付博, 尹国冰 2010 物理学报 59 3278]
[4]	Cubillas A M, Unterkofler S, Euser T G, Etzold B J M, Jones A C, Sadler P J, Wasserscheid P, Russell P St J 2013 Chem. Soc. Rev. 42 8629
[5]	Qian W W, Zhao C L, He S L, Dong X Y, Zhang S Q, Zhang Z X, Jin S Z, Gou J T, Wei H F 2011 Opt. Lett. 36 1548
[6]	Yu C P, Liou J H 2009 Opt. Express 17 8729
[7]	Kuhlmey B T, Eggleton B J, Wu D K C 2009 J. Lightwave Technol. 27 1617
[8]	Larsen T T, Bjarklev A 2003 Opt. Express 11 2589
[9]	Mathews S, Farrell G, Semenova Y 2011 Microwave Opt. Technol. Lett. 53 539
[10]	Tefelska M M, Ertman S, Wolinski T R, Mergo P, Dabrowski R 2012 IEEE Photon. Technol. Lett. 24 631
[11]	Ertman S, Rodríguez A H, Tefelska M M, Chychłowski M S, Pysz D, Buczyński R, Nowinowski-Kruszelnicki E, Dąbrowski R, Woliński T R 2012 J. Lightwave Technol. 30 1208
[12]	Peng Y, Hou J, Zhang Y, Huang Z H, Xiao R, Lu Q S 2013 Opt. Lett. 38 263
[13]	Sun J, Chan C C, Ni N 2007 Opt. Commun. 278 66
[14]	Li J, Wu S T 2004 J. Appl. Phys. 95 896

[1]	王豆豆, 王丽莉, 李冬冬. 热可调液晶填充微结构聚合物光纤设计及特性分析. 物理学报, 2012, 61(12): 128101. doi: 10.7498/aps.61.128101
[2]	黄覃, 冷逢春, 梁文耀, 董建文, 汪河洲. 光子晶体的相位特性在高灵敏温度传感器中的应用. 物理学报, 2010, 59(6): 4014-4017. doi: 10.7498/aps.59.4014
[3]	周建伟, 梁静秋, 梁中翥, 田超, 秦余欣, 王维彪. 光控液晶光子晶体微腔全光开关. 物理学报, 2013, 62(13): 134208. doi: 10.7498/aps.62.134208
[4]	胡社军, 殷建玲, 黄旭光, 刘颂豪. 液晶调制的光子晶体可控偏光片和光开关. 物理学报, 2006, 55(10): 5268-5276. doi: 10.7498/aps.55.5268
[5]	杨傅子. 从plasmon到nanoplasmonics——近代光子学前沿及液晶在其动态调制中的应用. 物理学报, 2015, 64(12): 124214. doi: 10.7498/aps.64.124214
[6]	廖文英, 范万德, 李海鹏, 隋佳男, 曹学伟. 准晶体结构光纤表面等离子体共振传感器特性研究. 物理学报, 2015, 64(6): 064213. doi: 10.7498/aps.64.064213
[7]	方晓惠, 胡明列, 宋有建, 谢辰, 柴路, 王清月. 多芯光子晶体光纤锁模激光器. 物理学报, 2011, 60(6): 064208. doi: 10.7498/aps.60.064208
[8]	陈效双, 王少伟, 张建标, 陆卫, 周梅. THz波段的F-P光子晶体滤波器. 物理学报, 2006, 55(7): 3725-3729. doi: 10.7498/aps.55.3725
[9]	吴倩, 张诸宇, 郭晓晨, 施伟华. 基于光子晶体光纤交叉敏感分离的磁场温度传感研究. 物理学报, 2018, 67(18): 184212. doi: 10.7498/aps.67.20180680
[10]	张驰, 胡明列, 宋有建, 张鑫, 柴路, 王清月. 自由耦合输出的大模场面积光子晶体光纤锁模激光器. 物理学报, 2009, 58(11): 7727-7734. doi: 10.7498/aps.58.7727
[11]	宋有建, 胡明列, 谢辰, 柴路, 王清月. 输出近百纳焦耳脉冲能量的光子晶体光纤锁模激光器. 物理学报, 2010, 59(10): 7105-7110. doi: 10.7498/aps.59.7105
[12]	张鑫, 胡明列, 宋有健, 柴路, 王清月. 大模场面积光子晶体光纤耗散孤子锁模激光器. 物理学报, 2010, 59(3): 1863-1869. doi: 10.7498/aps.59.1863
[13]	韩博琳, 娄淑琴, 鹿文亮, 苏伟, 邹辉, 王鑫. 新型超宽带双芯光子晶体光纤偏振分束器的研究. 物理学报, 2013, 62(24): 244202. doi: 10.7498/aps.62.244202
[14]	王昌辉, 赵国华, 常胜江. 基于光子晶体马赫-曾德尔干涉仪的太赫兹开关及强度调制器. 物理学报, 2012, 61(15): 157805. doi: 10.7498/aps.61.157805
[15]	张大鹏, 胡明列, 谢辰, 柴路, 王清月. 基于非线性偏振旋转锁模的高功率光子晶体光纤飞秒激光振荡器. 物理学报, 2012, 61(4): 044206. doi: 10.7498/aps.61.044206
[16]	刘博文, 胡明列, 米艳, 侯蓝田, 周桂耀, 王康, 陈超, 高飞. 空芯光子晶体光纤光子带隙的测量与数值模拟. 物理学报, 2008, 57(6): 3583-3587. doi: 10.7498/aps.57.3583
[17]	赵达尊, 张海涛, 巩马理, 王东生, 李伟. 群论在光子带隙计算中的应用. 物理学报, 2004, 53(7): 2060-2064. doi: 10.7498/aps.53.2060
[18]	宋有建, 胡明列, 刘博文, 柴路, 王清月. 高能量掺Yb偏振型大模场面积光子晶体光纤孤子锁模飞秒激光器. 物理学报, 2008, 57(10): 6425-6429. doi: 10.7498/aps.57.6425
[19]	王连卫, 陈瑜, 周梅, 陈效双, 徐靖, 曾勇, 吴砚瑞, 陆卫. 中红外波段硅基两维光子晶体的光子带隙. 物理学报, 2005, 54(1): 411-415. doi: 10.7498/aps.54.411
[20]	周　梅, 陈效双, 徐　靖, 陆　卫. 硅基两维光子晶体的制备和光子带隙特性. 物理学报, 2004, 53(10): 3583-3586. doi: 10.7498/aps.53.3583

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基于不同液晶填充光子晶体光纤传输特性的研究

1. 哈尔滨工程大学自动化学院, 哈尔滨 150001;

2. 哈尔滨工程大学, 纤维集成光学教育部重点实验室, 哈尔滨 150001;

3. 哈尔滨工业大学物理系, 哈尔滨 150001

基金项目:

国家自然科学基金(批准号:61107059,61308052,61077047)和教育部111引智基地项目(批准号:B13015)资助的课题.

收稿日期: 2014-12-24

修回日期: 2015-04-15

刊出日期: 2015-06-05

摘要: 将5种不同折射率的液晶分别填入实芯光子晶体光纤的空气孔中, 通过改变外场条件, 研究其输出光谱的变化规律, 并进行了理论模拟分析. 结果表明: 填充液晶后, 输出光谱由全通变为多个波峰的带隙式; 同时, 液晶的折射率差值越大, 其波峰位置越向长波长方向移动, 且相对光强的对比度可以达到16 dB; 温度由20 ℃上升到85 ℃时, 波峰向短波长方向移动, 最大调控范围可达41 nm; 调节电压从0-250 V, 输出光谱的相对光强变小, 但波峰具有较好的稳定性; 在室温下, 波峰不随入射光偏振态的变化而变化. 该液晶光子晶体光纤可应用于温控可调谐滤波器或电控衰减器.

关键词:

Transmission characteristics of photonic crystal fibers based on filling different kinds of liquid crystals

1.
College of Automation, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China;

2.
Key Lab of In-fiber Integrated Optics, Ministry Education of China, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China;

3.
Department of Physics, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China

Fund Project:

Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 61107059, 61308052, 61077047) and the 111 Project (B13015) to the Harbin Engineering University, China.

Received Date: 24 December 2014

Accepted Date: 15 April 2015

Published Online: 05 June 2015

Abstract: The transmission characteristics of full-filled photonic liquid crystal fibers (PLCFs) which are filled with five kinds of liquid crystals (LCs) are experimentally studied and theoretically analyzed. The influences of temperature and external electric field on the transmission characteristics of PLCFs are also discussed in this paper. The transmission spectra of PLCFs show obvious bandgaps, and the number and the central wavelengths of the bandgaps depend on the average value of the refractive indices of LCs. By changing the temperature from 20 ℃ to 80 ℃, a blue shift in the bandgap is observed, and the maximum tuning range of the bandgap is 41 nm. Then, with the voltage turning from 0 V to 250 V, the output power of the transmission spectrum decreases, while the central wavelength of the bandgap is almost unchanged. Finally, the transmission spectrum keeps a good stability, even if the polarization state of the input light changes.

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