搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

微纳光纤端面反射特性的实验测量方法

侯建平 赵晨阳 杨楠 郝建苹 赵建林

引用本文:
Citation:

微纳光纤端面反射特性的实验测量方法

侯建平, 赵晨阳, 杨楠, 郝建苹, 赵建林

Measurement of end-face reflection property of micro-nano fibers

Hou Jian-Ping, Zhao Chen-Yang, Yang Nan, Hao Jian-Ping, Zhao Jian-Lin
PDF
导出引用
  • 微纳光纤的端面反射特性是影响其传输特性及实际应用的重要因素之一. 本文提出了一种基于光环形器的微纳光纤端面反射特性测量方法. 该方法克服了3 dB耦合器直接测量法的不足, 通过引入气凝胶固定和功率补偿, 可有效地消除微纳光纤尾纤飘摆、光源输出不稳定及其内部损耗等不利因素, 从而提高测量的准确度. 采用该方案实验测量了微纳光纤的端面反射率及其与 光纤直径和传输波长间的关系. 实验结果与数值模拟结果相符, 表明该方法可有效地用于微纳光纤端面反射率测量及其与各特性参数之间关系的分析, 这对于微纳光纤激光器、放大器、耦合器及滤波器等光学微型器件的设计制作具有重要意义.
    The end-face reflection property of micro-nano fiber (MNF) is one of its important transmission features, which plays remarkable roles in a variety of practical applications of MNF. In this paper, we propose a novel method to study the MNF end-face reflection property using an optical circulator, which overcomes the deficiencies of the direct measurement relying on a 3 dB coupler. On the basis of this method, we further introduce the aerogel fixing and power compensation techniques to effectively eliminate the errors caused by MNF pigtail floating, the light source output instability and internal loss. Therefore, the whole experimental design improves the measurement accuracy. The MNF end-face reflections with respect to the diameter of MNF and the wavelength of the guided light are investigated. The experimental results are in good agreement with simulation results, showing that this new approach is reliable for measuring the reflectivity of specific MNF. This detailed investigation on the end-face reflection versus various factors will be conducive to the constructions of versatile micro-nano scale devices based on the MNF, such as the MNF lasers, MNF amplifiers, MNF couplers and MNF filters.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2012CB921902)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Basic Research Program of China (Grant No. 2012CB921902).
    [1]

    Tong L M, Sumetsky M 2009 Subwavelength and Nanometer Diameter Optical Fibers (Zhejiang: Zhejiang University Press)

    [2]

    Bures J, Ghosh R 1999 Opt. Soc. Am. A 16 1992

    [3]

    Bilalbegovic G 2006 J. Phys. 18 3829

    [4]

    Tong L M, Pan X Y 2007 Physics 36 626 (in Chinese) [童利民, 潘欣云2007 物理 36 626]

    [5]

    Silva E C C M, Tong L M, Yip S, Vliet K J V 2006 Small 2 239

    [6]

    Tong L M, Gattass R R, Ashcom J B, He S, Lou J Y, Shen M Y, Maxwell I, Mazur E 2003 Nature 426 816

    [7]

    Liang R B, Sun Q Z, Wo J H 2011 Acta Phys. Sin. 60 104221 (in Chinese) [梁瑞冰, 孙琪真, 沃江海 2011 物理学报 60 104221]

    [8]

    Kou J L, Feng J, Ye L, Xu F, Lu Y Q 2010 Opt. Express 18 14245

    [9]

    Gu F X, Zhang L, Yin X F, Tong L M 2008 Nano Lett. 8 2757

    [10]

    Maslov A V, Ning C Z 2004 IEEE 40 1389

    [11]

    Van L V, Ruhle S, Vanmaekelbergh D 2006 Nano Lett. 6 2707

    [12]

    Sumetsky M, Dulashko Y, Fini J M, Hale A 2005 Appl. Phys. Lett. 86 161108

    [13]

    Wang S S, Fu J, Qiu M, Huang K J, Ma Z, Tong L M 2008 Opt. Express 16 8887

    [14]

    Wang S S, Hu Z F, Yu H K, Fang W, Qiu M, Tong L M 2009 Opt. Express 17 10881

    [15]

    Pu S L, Chen X F, Chen Y P, Liao W J, Chen L J, Xia Y X 2005 Appl. Phys. Lett. 86 171904

    [16]

    Hou J P, Gai S L, Li P, Ning T, Hao J P, Zhao J L 2010 Semiconductor Optoelectronics 31 747 (in Chinese) [侯建平, 盖双龙, 李鹏, 宁韬, 郝建苹, 赵建林 2010 半导体光电 31 747]

    [17]

    Hao J P, Hou J P, Zhao C Y, Zhao J L 2012 Semiconductor Optoelectronics 33 62 (in Chinese) [郝建苹, 侯建平, 赵晨阳, 赵建林 2012 半导体光电 33 62]

  • [1]

    Tong L M, Sumetsky M 2009 Subwavelength and Nanometer Diameter Optical Fibers (Zhejiang: Zhejiang University Press)

    [2]

    Bures J, Ghosh R 1999 Opt. Soc. Am. A 16 1992

    [3]

    Bilalbegovic G 2006 J. Phys. 18 3829

    [4]

    Tong L M, Pan X Y 2007 Physics 36 626 (in Chinese) [童利民, 潘欣云2007 物理 36 626]

    [5]

    Silva E C C M, Tong L M, Yip S, Vliet K J V 2006 Small 2 239

    [6]

    Tong L M, Gattass R R, Ashcom J B, He S, Lou J Y, Shen M Y, Maxwell I, Mazur E 2003 Nature 426 816

    [7]

    Liang R B, Sun Q Z, Wo J H 2011 Acta Phys. Sin. 60 104221 (in Chinese) [梁瑞冰, 孙琪真, 沃江海 2011 物理学报 60 104221]

    [8]

    Kou J L, Feng J, Ye L, Xu F, Lu Y Q 2010 Opt. Express 18 14245

    [9]

    Gu F X, Zhang L, Yin X F, Tong L M 2008 Nano Lett. 8 2757

    [10]

    Maslov A V, Ning C Z 2004 IEEE 40 1389

    [11]

    Van L V, Ruhle S, Vanmaekelbergh D 2006 Nano Lett. 6 2707

    [12]

    Sumetsky M, Dulashko Y, Fini J M, Hale A 2005 Appl. Phys. Lett. 86 161108

    [13]

    Wang S S, Fu J, Qiu M, Huang K J, Ma Z, Tong L M 2008 Opt. Express 16 8887

    [14]

    Wang S S, Hu Z F, Yu H K, Fang W, Qiu M, Tong L M 2009 Opt. Express 17 10881

    [15]

    Pu S L, Chen X F, Chen Y P, Liao W J, Chen L J, Xia Y X 2005 Appl. Phys. Lett. 86 171904

    [16]

    Hou J P, Gai S L, Li P, Ning T, Hao J P, Zhao J L 2010 Semiconductor Optoelectronics 31 747 (in Chinese) [侯建平, 盖双龙, 李鹏, 宁韬, 郝建苹, 赵建林 2010 半导体光电 31 747]

    [17]

    Hao J P, Hou J P, Zhao C Y, Zhao J L 2012 Semiconductor Optoelectronics 33 62 (in Chinese) [郝建苹, 侯建平, 赵晨阳, 赵建林 2012 半导体光电 33 62]

  • [1] 杨家濠, 张傲岩, 夏长明, 邓志鹏, 刘建涛, 黄卓元, 康嘉健, 曾浩然, 蒋仁杰, 莫志峰, 侯峙云, 周桂耀. 窄带空芯反谐振光纤的制备及其模式转换应用研究. 物理学报, 2022, 0(0): 0-0. doi: 10.7498/aps.71.20212194
    [2] 陈法喜, 赵侃, 李博, 刘博, 郭新兴, 孔维成, 陈国超, 郭宝龙, 刘涛, 张首刚. 基于1085 km实地光纤链路的双波长光纤时间同步研究. 物理学报, 2021, 70(7): 070702. doi: 10.7498/aps.70.20201277
    [3] 丁子平, 廖健飞, 曾泽楷. 基于表面等离子体共振的新型超宽带微结构光纤传感器研究. 物理学报, 2021, 70(7): 074207. doi: 10.7498/aps.70.20201477
    [4] 黄军超, 汪凌珂, 段怡菲, 黄亚峰, 刘亮, 李唐. 光纤1/f 热噪声的实验研究. 物理学报, 2019, 68(5): 054205. doi: 10.7498/aps.68.20181838
    [5] 应康, 桂有珍, 孙延光, 程楠, 熊晓锋, 王家亮, 杨飞, 蔡海文. 200 km沙漠链路高精度光纤时频传递关键技术研究. 物理学报, 2019, 68(6): 060602. doi: 10.7498/aps.68.20182000
    [6] 莫军, 冯国英, 杨莫愁, 廖宇, 周昊, 周寿桓. 基于石墨烯的宽带全光空间调制器. 物理学报, 2018, 67(21): 214201. doi: 10.7498/aps.67.20180307
    [7] 丁伟, 汪滢莹, 高寿飞, 洪奕峰, 王璞. 高性能反谐振空芯光纤导光机理与实验制作研究进展. 物理学报, 2018, 67(12): 124201. doi: 10.7498/aps.67.20180724
    [8] 陈法喜, 赵侃, 周旭, 刘涛, 张首刚. 长距离多站点高精度光纤时间同步. 物理学报, 2017, 66(20): 200701. doi: 10.7498/aps.66.200701
    [9] 饶云江. 长距离分布式光纤传感技术研究进展. 物理学报, 2017, 66(7): 074207. doi: 10.7498/aps.66.074207
    [10] 李杰, 李蒙蒙, 孙立朋, 范鹏程, 冉洋, 金龙, 关柏鸥. 保偏微纳光纤倏逝场传感器. 物理学报, 2017, 66(7): 074209. doi: 10.7498/aps.66.074209
    [11] 李金洋, 逯丹凤, 祁志美. 集成光波导静态傅里叶变换微光谱仪分辨率倍增方法. 物理学报, 2015, 64(11): 114207. doi: 10.7498/aps.64.114207
    [12] 肖亚玲, 刘艳格, 王志, 刘晓颀, 罗明明. 基于少模光纤的全光纤熔融模式选择耦合器的设计及实验研究. 物理学报, 2015, 64(20): 204207. doi: 10.7498/aps.64.204207
    [13] 刘颖刚, 车伏龙, 贾振安, 傅海威, 王宏亮, 邵敏. 微纳光纤布拉格光栅折射率传感特性研究. 物理学报, 2013, 62(10): 104218. doi: 10.7498/aps.62.104218
    [14] 周锐, 张菁, 忽满利, 冯忠耀, 高宏, 杨扬, 张敬花, 乔学光. 基于二阶保偏光纤Sagnac环光纤激光器的振动检测研究. 物理学报, 2012, 61(1): 014216. doi: 10.7498/aps.61.014216
    [15] 乔学光, 丁锋, 贾振安, 傅海威, 营旭东, 周锐, 宋娟. 高精度准分布式光纤光栅地震检波解调系统的研究. 物理学报, 2011, 60(7): 074221. doi: 10.7498/aps.60.074221
    [16] 梁瑞冰, 孙琪真, 沃江海, 刘德明. 微纳尺度光纤布拉格光栅折射率传感的理论研究. 物理学报, 2011, 60(10): 104221. doi: 10.7498/aps.60.104221
    [17] 王静, 张晨芳, 康泽新, 孙将, 郑斯文, 林桢, 王春灿, 简水生. 多偏振控制高双折射光纤环形镜输出特性的理论和实验研究. 物理学报, 2011, 60(12): 124215. doi: 10.7498/aps.60.124215
    [18] 余恬, 王福勋. 光斑的形状因子及其在光纤定解问题中的应用. 物理学报, 2002, 51(9): 1907-1912. doi: 10.7498/aps.51.1907
    [19] 余寿绵, 余恬. 索末菲球面波公式的协变形式及其在光纤理论中的应用. 物理学报, 2001, 50(6): 1097-1102. doi: 10.7498/aps.50.1097
    [20] 余寿绵, 余恬. 光纤中的电磁对偶变换与导波的模式分析. 物理学报, 2001, 50(11): 2179-2184. doi: 10.7498/aps.50.2179
计量
  • 文章访问数:  2989
  • PDF下载量:  801
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-12-25
  • 修回日期:  2013-01-25
  • 刊出日期:  2013-07-05

微纳光纤端面反射特性的实验测量方法

  • 1. 西北工业大学理学院, 陕西省光信息技术重点实验室, 空间应用物理与化学教育部重点实验室, 西安 710072
    基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2012CB921902)资助的课题.

摘要: 微纳光纤的端面反射特性是影响其传输特性及实际应用的重要因素之一. 本文提出了一种基于光环形器的微纳光纤端面反射特性测量方法. 该方法克服了3 dB耦合器直接测量法的不足, 通过引入气凝胶固定和功率补偿, 可有效地消除微纳光纤尾纤飘摆、光源输出不稳定及其内部损耗等不利因素, 从而提高测量的准确度. 采用该方案实验测量了微纳光纤的端面反射率及其与 光纤直径和传输波长间的关系. 实验结果与数值模拟结果相符, 表明该方法可有效地用于微纳光纤端面反射率测量及其与各特性参数之间关系的分析, 这对于微纳光纤激光器、放大器、耦合器及滤波器等光学微型器件的设计制作具有重要意义.

English Abstract

参考文献 (17)

目录

    /

    返回文章
    返回