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新型单模大模场红外硫系玻璃光子晶体光纤设计研究

易昌申 戴世勋 张培晴 王训四 沈祥 徐铁峰 聂秋华

新型单模大模场红外硫系玻璃光子晶体光纤设计研究

易昌申, 戴世勋, 张培晴, 王训四, 沈祥, 徐铁峰, 聂秋华
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  • 大模场光子晶体光纤在高功率激光传输、光纤放大器、光纤激光器中的广泛应用, 使其受到研究者的广泛关注.硫系玻璃在红外波段(1–20μm)具有优良透过性能, 且具有折射率高(2.0–3.5)、声子能量低(小于350 cm-1)、 组分可调等特性, 成为制备红外光纤的理想材料. 本文设计一种基于Ge20Sb15Se65硫系玻璃基质的新型单模传输、低损耗、超大模场面积光子晶体光纤结构, 经理论验证其在λ =10.6 μm处基模限制损耗远低于0.1 dB/m, 高阶限制模损耗大于2 dB/m, 模场面积约为13333 μm2.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61177087, 60978058)、教育部新世纪优秀人才计划项目 (批准号:NCET-10-0976)、浙江省杰出青年基金(批准号:R1101263)、浙江省自然科学基金(批准号:LQ12F05004)、 宁波市新型光电功能材料及器件创新团队项目(批准号:2009B21007)、 宁波市自然科学基金(批准号:2012A610116) 和宁波大学王宽诚幸福基金资助的课题.
    [1]

    Limpert J, Schreiber T, Liem A, Nolte A, Zellmer H 2003 Opt. Express 11 2982

    [2]

    Carter A, Samson B N, Tankala K, Machewirth D P, Khitrov V, Manyam U H, Gonthier F, Seguin F 2005 Proc. SPIE 5647 561

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    Knight J C, Birks T A, Cregan R F, Russell P S J, Sandro J P D 1998 Electron. Lett. 34 1347

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    Limpert J, Liem A, Reich M, Schreiber T, Nolte S, Zellmer H, Tunnermann A 2004 Opt. Express 12 1313

    [5]

    Shirakawa A, Ohta J, Musha M, Musha M, Ueda K 2005 Opt. Express 13 1221

    [6]

    Limpert J, Schreiber T, Nolte S, Zellmer H, Tunnermann A 2003 Opt. Express 11 818

    [7]

    Limpert J, Deguil-Robin N, Manek-Hönninger I, Salin F 2005 Opt. Express 13 1055

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    Zhao Z Y, Duan K L, Wang J M, Zhao W, Wang Y S 2008 Acta Phys. Sin. 57 6335 (in Chinese) [赵振宇, 段开椋, 王建明, 赵卫,王屹山2008 物理学报 57 6335]

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    Liu B W, Hu M L, Song Y J, Li Y, Liu H G, Chai L, Wang Q Y 2010 Chin. J. Laser 37 2415 (in Chinese) [刘博文, 胡明列, 宋有建, 李毅, 刘华刚, 柴路, 王清月2010 中国激光 37 2415]

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    Liu B W, Hu M L, Song Y J, Chai L, Wang Q Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 6921 (in Chinese) [刘博文, 胡明列, 宋有建, 柴路, 王清月2008 物理学报 57 6921]

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    Wang Q Y, Hu M L, Song Y J, Liu Q W, Liu B W, Zhang C, Li Y, Chai L 2007 Chin. J. Laser 34 1603 (in Chinese) [王清月, 胡明列, 宋有建,刘庆文, 刘博文, 张弛, 李毅, 柴路2007 中国激光 34 1603]

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    Florian J, Fabian S, Cesar J, Jens L, Andreas T 2012 Opt. Lett. 37 4546

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    Wang X Y, Li S G, Liu S, Zhang L, Yin G B, Feng R P 2011 Acta Phys. Sin. 60 0642131 (in Chinese) [王晓琰, 李曙光, 刘硕, 张磊, 尹国冰, 冯荣普 2011 物理学报 60 0642131]

    [24]

    Troles J, Coulombier Q, Canat G, Duhant M, Renard W Toupin W, Calvez L, Renversez G, Smektala F, Amraoui M E I, Adam J L, Chartier T, Mechin D, Brilland L 2010 Opt. Express 18 26647

    [25]

    Sakamoto T, Mori T, Yamamoto T, Ma L, Hanzawa N, Aozasa S, Tsujikawa K, Tomita S 2011 Opt. Express 19 B478

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    El-Amraoui M, Fatome J, Jules J C, Kibler B, Gadret G, Fortier C, Smektala F, Skripatchev I, Polacchini C F, Messaddeq Y, Troles J, Brilland L, Szpulak M, Renversez G 2010 Opt. Express 18 4547

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    Brilland L, Charpentier F, Troles J, Bureau B, Boussard-Plédel C, Adam J L, Méchin D, Trégoat D 2009 Proc. SPIE 7503 750358

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    [29]

    Traynor N, Monteville A, Provino L, Landais D, Le Goffic O, Nguyen T N, Chartier T, Tregoat D 2009 Travers J. C Fiber Integr. Opt. 28 51

    [30]

    Désévédavy F, Renversez G, Troles J, Brilland L, Houizot P, Coulombier Q, Smektala F, Traynor N, Adam J 2009 Appl. Opt. 48 3860

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    Conseil C, Coulombier Q, Boussard-Plédel C, Renversez G, Mechin D, Bureau B, Dam J L, Lucas J 2011 J. Non-Cryst. Solids 357 2480

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    Haxha S, Ademgil H 2008 Opt. Commun. 281 278

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    Kuhlmey B T, White T P, Maystre D, Renversez G, Botten L C, Martijn G, Mcphedran R C 2002 J. Opt. Soc. Am. B 19 2331

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    Fini J 2005 Opt. Express 13 3477

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    Saitoh K, Florous N J, Murao T, Koshiba M 2006 Opt. Express 14 7342

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    Carter A, Samson B N, Tankala K, Machewirth D P, Khitrov V, Manyam U H, Gonthier F, Seguin F 2005 Proc. SPIE 5647 561

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    Troles J, Coulombier Q, Canat G, Duhant M, Renard W Toupin W, Calvez L, Renversez G, Smektala F, Amraoui M E I, Adam J L, Chartier T, Mechin D, Brilland L 2010 Opt. Express 18 26647

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    Sakamoto T, Mori T, Yamamoto T, Ma L, Hanzawa N, Aozasa S, Tsujikawa K, Tomita S 2011 Opt. Express 19 B478

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    El-Amraoui M, Fatome J, Jules J C, Kibler B, Gadret G, Fortier C, Smektala F, Skripatchev I, Polacchini C F, Messaddeq Y, Troles J, Brilland L, Szpulak M, Renversez G 2010 Opt. Express 18 4547

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    De Sario M, Mescia L, Prudenzano F, Smektala F, Deseveday F, Nazabal V, Troles J, Brilland L 2009 Opt. Laser Technol. 41 99

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    Désévédavy F, Renversez G, Troles J, Brilland L, Houizot P, Coulombier Q, Smektala F, Traynor N, Adam J 2009 Appl. Opt. 48 3860

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    Conseil C, Coulombier Q, Boussard-Plédel C, Renversez G, Mechin D, Bureau B, Dam J L, Lucas J 2011 J. Non-Cryst. Solids 357 2480

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    Kuhlmey B T, White T P, Maystre D, Renversez G, Botten L C, Martijn G, Mcphedran R C 2002 J. Opt. Soc. Am. B 19 2331

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    Fini J 2005 Opt. Express 13 3477

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出版历程
  • 收稿日期:  2012-09-26
  • 修回日期:  2012-11-11
  • 刊出日期:  2013-04-05

新型单模大模场红外硫系玻璃光子晶体光纤设计研究

  • 1. 宁波大学 信息科学与工程学院, 红外材料及器件实验室, 宁波 315211
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61177087, 60978058)、教育部新世纪优秀人才计划项目 (批准号:NCET-10-0976)、浙江省杰出青年基金(批准号:R1101263)、浙江省自然科学基金(批准号:LQ12F05004)、 宁波市新型光电功能材料及器件创新团队项目(批准号:2009B21007)、 宁波市自然科学基金(批准号:2012A610116) 和宁波大学王宽诚幸福基金资助的课题.

摘要: 大模场光子晶体光纤在高功率激光传输、光纤放大器、光纤激光器中的广泛应用, 使其受到研究者的广泛关注.硫系玻璃在红外波段(1–20μm)具有优良透过性能, 且具有折射率高(2.0–3.5)、声子能量低(小于350 cm-1)、 组分可调等特性, 成为制备红外光纤的理想材料. 本文设计一种基于Ge20Sb15Se65硫系玻璃基质的新型单模传输、低损耗、超大模场面积光子晶体光纤结构, 经理论验证其在λ =10.6 μm处基模限制损耗远低于0.1 dB/m, 高阶限制模损耗大于2 dB/m, 模场面积约为13333 μm2.

English Abstract

参考文献 (38)

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