大模場光子晶體光纖研製成功—新聞—科學網

2020-12-05 科學網

 

本報上海7月10日訊（記者黃辛）今天，記者從中科院上海光機所獲悉，該所陳丹平與胡麗麗率領的石英光纖材料課題組在大模場有源光子晶體光纖的研製方面取得了重要進展，成功製備獲得了纖芯直徑大於50微米、NA（數值孔徑）小於0.03的大芯徑光子晶體光纖，並在皮秒脈衝放大器中實現平均功率超過百瓦、單脈衝能量大於微焦耳量級的高光束質量輸出。

據悉，這項成果打破了國際上僅由極少數公司掌握的高亮度大模場光子晶體光纖製備技術壟斷，為我國發展大能量超短脈衝光纖雷射放大器奠定了核心雷射材料基礎。

由於大模場光子晶體光纖在軍事、工業加工等方面的重要應用潛力，國際上對大模場光子晶體光纖的研究極為關注。國內在光子晶體有源光纖的製備技術方面嚴重滯後，無法製備纖芯直徑大於30微米的極低NA的大模場光子晶體光纖，長期依賴進口產品，極大限制了國內超短脈衝光纖雷射放大器的研發。

為此，上海光機所在中科院「重點部署項目」的支持和牽引下，率先開展了百微米纖芯直徑的大模場光子晶體光纖製備技術攻關，先後突破了大直徑低NA稀土摻雜石英玻璃芯棒的製備技術、空氣孔微結構光子晶體光纖的拉制技術以及相關的檢測和評估技術，建立和逐步完善了一整套有源光纖預製棒製備、光纖拉制及性能檢測平臺，同時為上海光機所培養了一支特種光纖材料研製方面的專業人才隊伍。

《中國科學報》 (2017-07-11 第1版 要聞)

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  • 光子晶體光纖催化中國光纖行業
    (2)高功率光纖雷射器和新型光纖傳感光子晶體光纖採用毛細管堆疊拉制，雷射器增益光纖和刻制光纖光柵所需要的在纖芯中的摻雜變得非常容易，只需在排列時採用含有稀土元素摻雜的毛細棒替換中心毛細管即可;光子晶體光纖可以設計成高數值孔徑(NA)包層，有利於泵浦光的耦合;同時可以設計成大模場、低非線性，可支持高功率、高光束質量的雷射輸出
  • 光子晶體光纖的特性及應用發展趨勢
    光子晶體光纖具有許多獨特而神奇的物理特性：可控的非線性、無盡單模特性、可調節的奇異色散、低彎曲損耗、大模場等，這些特性是常規石英單模光纖很難或無法實現的，因此，光子晶體光纖引起了科學工作者的濃厚興趣，並開展了深入的理論與試驗研究。
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    文章綜述了光子晶體光纖的研究進展，給出其分類，並重點介紹了光子晶體光纖在超短脈衝、光頻測量、光纖通信等科研領域的重要應用以及未來的發展前景。光子晶體光纖（photonic crystalfiber，PCF）是基於光子晶體技術發展起來的新一代傳輸光纖。由於光子晶體光纖結構的可控性可以滿足人們對於不同信號傳輸特性的PCF的需要，因此引起了很多相關科研領域的極大興趣。光子晶體光纖的概念最早是由Russell St J p等人於1992年提出的。
  • 【研究】光子晶體光纖的特性及應用發展趨勢
    1．光子晶體光纖雷射器光纖雷射器已經廣泛應用於雷射切割、雷射焊接、雷射鑽孔、雷射雕刻、雷射打標、雷射雷達、傳感技術和空間技術以及雷射醫學等領域。國際上，摻鐿光纖雷射器單根光纖已經實現了9600W的單模雷射功率輸出。2016年，我國摻鐿光纖雷射器的單纖輸出雷射功率達到5kW。
  • 3分鐘了解光子晶體光纖
    根據應用和產業化成熟度，可將光纖分為通信光纖和功能光纖，通信光纖的發展已經非常成熟。功能光纖應用廣泛並且其多項技術已經成功實現產業化。功能光纖可細分為：微結構光纖、集成式光纖和新材料光纖。圖1 (a)孔雀的彩色羽毛；(b)通過電子顯微鏡看到的放大的孔雀羽毛；(c)藍色蝴蝶；(d)通過電子顯微鏡看到的蝴蝶翅膀細節第一根光子晶體光纖(PCF)則是在1996年由Knight 等成功製備出。光子晶體光纖是由一簇細小的毛細管周期性排列製備而成。由於具有優良的傳輸特性，光子晶體光纖迅速在全球受到重視。
  • 光子晶體光纖的導光原理和製作
    光纖中光能損耗主要來源於吸收損耗和散射損耗。其中。吸收損耗包括本徵吸收和雜質（如氫氧根離子）引起的選擇吸收；散射損耗包括瑞利散射。光纖結構不完善和材料中缺陷引起的散射。從矽玻璃光纖的光學損耗和波長關係得到了在；1.3μm和；1.55μm處分別有損耗極小值。目前已經作為通信的兩個窗口。因此。研製能夠克服傳統光纖弱點的新一代光纖成為目前光電子器件發展的主要方向之一。
  • 光子晶體光纖的原理、結構、製作及潛在應用
    在介紹光子晶體光纖的製作、導光原理和特點的基礎上，研究了普通光纖不具備，而光子晶體光纖所具有的無休止的單模特性、奇異的色散特性、可控的非線性和易於實現的多芯傳輸等特點。研究結果表明，光子晶體光纖在光纖傳感器、光子晶體天線、超寬色散補償、光學集成電路等多方面具有廣泛的應用前景。
  • 保偏光子晶體光纖雷射器實驗研究
    折射率引導型光子晶體光纖(photonic crystal fiber，PCF)，可通過調整光纖空氣孔徑和空氣孔周期比(d／A)，及內外包層中空氣孔的大小和密度，實現大單模模場面積及大內包層數值孔徑設計，同時纖芯的高濃度稀土摻雜為採用較短長度的光纖構建大功率雷射器提供了可能。深圳大學在光子晶體光纖雷射器研究領域已經取得了一定進展。
  • 上海瀚宇正式代理Crystal Fibre A/S公司光子晶體光纖
    作為全球領先的最大的光子晶體光纖開發和生產商，Crystal Fibre A/S公司從1996年以來，向全球的用戶不斷推出新型的特種光子晶體光纖系列產品，目前已經形成比較成熟的產品系列，並且持續推出新的光子晶體光纖產品。
  • 【分析】光子晶體光纖發展現狀及趨勢解析
    廉博士師從EDFA奠基人，英國著名的南安普頓大學David Payne教授，對於特種光纖，尤其是光子晶體光纖等有很深入的研究。聽說廉博士從南安普頓回來，編輯景仰之情難以表達，當然也要藉此機會向廉博士好好討教。光子晶體光纖是當前光通信領域前沿的熱點課題。在通訊，傳感，雷射器等各個領域都有著廣泛的應用前景。前面幾年一度在學術界非常熱門，但是這一兩年熱度有所退潮。編輯請教背後的原因。
  • 銳科雷射「高功率光纖雷射器用大模場光纖布拉格光柵及特種光纖...
    2019年10月28日，武漢銳科光纖雷射技術股份有限公司承擔的湖北省技術創新專項重大項目「高功率光纖雷射器用大模場光纖布拉格光柵及特種光纖」順利通過了湖北省科技廳組織的專家驗收。此項目為2017年湖北省技術創新專項重大項目，旨在進行核心器件的技術攻關，並在此基礎上實現公司在高功率光纖雷射器用大模場光纖布拉格光柵以及刻寫光柵用大模場光敏光纖等兩個核心關鍵技術。項目於2017年1月1日啟動，執行期2年。第一年，項目組完成了高功率光纖雷射器用20/400um光纖光柵總體設計方案,建立了完整的研發體系。
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