红外硫系光纤传像束研究进展 被引量：7

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作者 祝清德 王训四 +9 位作者 聂秋华 姜晨 朱敏鸣 廖方兴 张培全 张培晴 吴越豪 戴世勋 徐铁峰 陶光明 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第11期2873-2880,共8页

硫系光纤传像束作为一种红外图像的传输媒质,就是通过光纤将红外光学图像直接从一端传输到另一端,不需要经过传统光纤通信中所需的光电信号转换过程。光纤束传像的基本原则是保证图像像元间互不干扰的独立传输,扩充了光纤只能传输光信... 硫系光纤传像束作为一种红外图像的传输媒质,就是通过光纤将红外光学图像直接从一端传输到另一端,不需要经过传统光纤通信中所需的光电信号转换过程。光纤束传像的基本原则是保证图像像元间互不干扰的独立传输,扩充了光纤只能传输光信号而不能传输图像的功能。类似于可见光波段采用塑料光纤或石英光纤传像,红外图像的传输可以采用红外光纤传像束。在红外光纤和光纤传像束的发展过程中,红外硫系光纤传像束以其特有的红外光学应用优势和不可替代的成纤特性,具备广泛应用于医学、工业、科研、军事、航天等众多科学技术领域的潜力。本文在归纳光纤传像束与其它传像系统相比所具有的优势的基础上,又讨论了影响硫系光纤传像束传像性能的多种因素,并阐述了硫系光纤传像束的特点、应用及其目前面临的主要问题和未来发展趋势。 展开更多

关键词 红外光纤传像束 像元 酸溶法 叠片法 分辨率

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4.3μm低损耗硫系空芯光子带隙光纤结构设计及性能研究

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作者 董阳箭 戴世勋 +3 位作者 张培晴 刘永兴 杨佩龙 王训四 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期153-158,共6页

运用平面波展开法分析As2S3、Ge20Se65Sb15和As2Se3硫系玻璃光纤在不同空气填充率下的带隙分布图,分析结果表明三种材料在空气填充率提高到0.75时,光子带隙与空气线均出现交汇模式,且带隙宽度大,纤芯空气孔中适宜进行激光传输.运用有限... 运用平面波展开法分析As2S3、Ge20Se65Sb15和As2Se3硫系玻璃光纤在不同空气填充率下的带隙分布图,分析结果表明三种材料在空气填充率提高到0.75时,光子带隙与空气线均出现交汇模式,且带隙宽度大,纤芯空气孔中适宜进行激光传输.运用有限元法分析不同纤芯孔直径的Ge20Se65Sb15硫系玻璃空芯光子带隙光纤的基模限制损耗和有效模场面积,结果表明纤芯直径9.2μm时限制损耗最低,模场面积较小.通过优化光纤的结构参量,适合于4.3μm波长处高功率中红外激光传输的空芯光子带隙光纤,其限制损耗为0.00472dB/m,有效模场面积为58.046μm2. 展开更多

关键词 光纤光学 空芯光子带隙光纤 平面波展开法和有限元法 硫系玻璃 低限制损耗

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TiO_2掺杂Ge-Sn-Se微晶玻璃的结构与光学特性研究

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作者 乔北京 陈飞飞 +2 位作者 聂秋华 戴世勋 黄益聪 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1189-1194,共6页

通过热熔融法将作为成核剂的Ti O2引入Ge-Sn-Se三元体系的硫系玻璃中,并对玻璃样品进行不同时间的热处理。实验结果表明,热处理能够使Ti O2掺杂Ge-Sn-Se玻璃析出Sn Se2六方晶体与Ge Se2单斜晶体,并且随着热处理时间的延长,透明样品的短... 通过热熔融法将作为成核剂的Ti O2引入Ge-Sn-Se三元体系的硫系玻璃中,并对玻璃样品进行不同时间的热处理。实验结果表明,热处理能够使Ti O2掺杂Ge-Sn-Se玻璃析出Sn Se2六方晶体与Ge Se2单斜晶体,并且随着热处理时间的延长,透明样品的短波吸收边发生了红移,光学带隙减小,Urbach能量增加,说明玻璃中缺陷组织的数量在增加。通过Z扫描方法获得了各个样品在通信波长1550 nm下的三阶非线性参数,研究了热处理时间对Ti O2掺杂Ge-Sn-Se玻璃光学非线性性能的影响。结果表明:玻璃内部在热处理后析出的纳米级晶体具有很强的局域场效应,能够极大地增加玻璃的三阶非线性,样品的非线性折射率n2最高达到5.75×10-16 m2/W,热处理3 h的样品同时具有较高非线性折射率和较高品质因子,是一种性能优良的非线性光学材料。 展开更多

关键词 玻璃陶瓷 非线性光学 硫系玻璃 红外和拉曼光谱

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基于As_(2)S_(3)玻璃拉锥光子晶体光纤的超连续谱技术

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作者 佘琳 许念念 +4 位作者 杨佩龙 张培晴 李真睿 王鹏飞 孙伟民 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期68-78,共11页

为了探索硫系玻璃光纤器件在中红外波段超连续光源的潜在应用,自主制备了一种硫系玻璃光子晶体光纤,该光纤由组分为As_(2)S_(3)的纤芯和呈六边形排列的空气孔的包层所组成。利用波长为2.87μm,重复频率为42 MHz,脉冲宽度为173 fs的中红... 为了探索硫系玻璃光纤器件在中红外波段超连续光源的潜在应用,自主制备了一种硫系玻璃光子晶体光纤,该光纤由组分为As_(2)S_(3)的纤芯和呈六边形排列的空气孔的包层所组成。利用波长为2.87μm,重复频率为42 MHz,脉冲宽度为173 fs的中红外光纤激光器为泵源,利用拉锥硫系玻璃光子晶体光纤研制了中红外超连续谱。经过优化As_(2)S_(3)光子晶体光纤的拉锥直径后,其腰身直径为55μm,长度为3 cm。在该拉锥光纤中实现了-20 dB水平的光谱覆盖范围为2 000~5 500 nm的超连续光谱,实验结果和理论计算结果一致性较好。 展开更多

关键词 非线性光学 超连续谱 飞秒脉冲 中红外 硫系玻璃 光子晶体光纤

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用于光放大的掺铒Ga_(2)O_(3)波导研究

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作者 刘瑞雪 张政 +4 位作者 邬健 杨振 王威 魏腾秀 王荣平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期130-137,共8页

利用射频磁控溅射法制备了掺铒Ga_(2)O_(3)薄膜,研究了不同氧化铒靶溅射功率和不同退火温度下薄膜的发光特性,发现在氧化铒靶溅射功率为40 W以及退火温度达到600℃时薄膜显示出良好的光致发光强度。为了有效避免直接蚀刻掺铒薄膜层导致... 利用射频磁控溅射法制备了掺铒Ga_(2)O_(3)薄膜,研究了不同氧化铒靶溅射功率和不同退火温度下薄膜的发光特性,发现在氧化铒靶溅射功率为40 W以及退火温度达到600℃时薄膜显示出良好的光致发光强度。为了有效避免直接蚀刻掺铒薄膜层导致的表面粗糙等问题,设计了沟道型以及脊型掺铒Ga_(2)O_(3)薄膜波导结构,并使用紫外光刻和等离子蚀刻技术制备相应的平面波导,使用截断法测得4μm宽的掺铒Ga_(2)O_(3)波导在1310 nm处的光学损耗最小为1.26 dB/cm。实验结果表明掺铒Ga_(2)O_(3)波导作为片上光学放大器件具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 光学特性 掺铒波导 射频磁控溅射 Ga_(2)O_(3) 干法刻蚀

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掺铒Ge-Ga-Se波导放大器研究

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作者 魏腾秀 杨振 +2 位作者 邬健 孙元欢 王荣平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期109-117,共9页

用磁控溅射法制备了不同浓度的高质量掺铒Ge-Ga-Se薄膜。用X射线衍射仪、拉曼以及荧光光谱测量了薄膜的结构和光学性质,当掺杂铒浓度为约1 at.%时,退火薄膜显示出强的光致发光和0.98 ms的荧光寿命。用COMSOL Multiphysics软件包优化了... 用磁控溅射法制备了不同浓度的高质量掺铒Ge-Ga-Se薄膜。用X射线衍射仪、拉曼以及荧光光谱测量了薄膜的结构和光学性质,当掺杂铒浓度为约1 at.%时,退火薄膜显示出强的光致发光和0.98 ms的荧光寿命。用COMSOL Multiphysics软件包优化了脊型硫系波导的结构参数,在薄膜总厚度为600 nm、刻蚀深度为200 nm时,2μm和4μm宽的脊型波导中传输光能够最大限度地与稀土有源层之间产生相互作用。根据设计的结构参数,通过控制刻蚀气体流量比,在CHF_(3)∶CF_(4)=20∶10、总的刻蚀气压为0.8 Pa、刻蚀功率为500 W的最优的刻蚀条件下,制备出侧壁光滑、形貌良好的脊型硫系波导;用截断法测得了1310 nm处的传播损耗为1.7 dB/cm,2.8 cm长的波导在1.55μm处的增益为6.7 dB。结果表明稀土掺杂硫系波导作为片上光学放大器件具有良好的应用前景。 展开更多

关键词 光学放大器 脊型波导 射频溅射 GeGaSe 光学特性

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基于色散调制的硒化砷条型波导的超连续谱产生

7

作者 宋茂壮 杨振 +1 位作者 张政 王荣平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期133-143,共11页

研究了基于色散调制硒化砷条型波导超连续谱的产生,通过调整波导结构参数,使零色散点转移到通信波长附近,在1.55μm波长处获得反常色散。波导长度为10 mm,波导横截面面积为500 nm×800nm,获得1.55μm波长处的非线性系数为48.754W^(-... 研究了基于色散调制硒化砷条型波导超连续谱的产生,通过调整波导结构参数,使零色散点转移到通信波长附近,在1.55μm波长处获得反常色散。波导长度为10 mm,波导横截面面积为500 nm×800nm,获得1.55μm波长处的非线性系数为48.754W^(-1)·m^(-1)。利用脉宽为579fs、重复频率为50 MHz、峰值功率为70 W的光纤激光脉冲在波导中产生了带宽600 nm的超连续谱。研究结果提供了一种使用常见激光泵浦平面波导实现集成片上超连续光源的途径。 展开更多

关键词 超连续谱 条型波导 色散调控 硒化砷 反常色散

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Er^(3+)掺杂硫系玻璃微球在980nm激光泵浦下的荧光特性 被引量：5

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作者 吕社钦 吴越豪 +4 位作者 路来伟 李超然 张培晴 张巍 戴世勋 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期454-459,共6页

采用玻璃粉料高温漂浮熔融法制备了0.9%Er2S3(质量分数)∶75%GeS2-15%Ga2S3-10%CsI(摩尔分数)硫系玻璃微球,并用熔融拉锥法制备了锥腰直径为2.31μm的石英光纤锥。将其与直径119μm的硫系微球进行耦合,在980 nm激光泵浦下获得了微球中与... 采用玻璃粉料高温漂浮熔融法制备了0.9%Er2S3(质量分数)∶75%GeS2-15%Ga2S3-10%CsI(摩尔分数)硫系玻璃微球,并用熔融拉锥法制备了锥腰直径为2.31μm的石英光纤锥。将其与直径119μm的硫系微球进行耦合,在980 nm激光泵浦下获得了微球中与Er3+:4I13/2→4I15/2跃迁对应的1.54μm处的荧光光谱。分析了微球和块状玻璃荧光光谱差异的原因,并用Mie散射理论公式对微球荧光光谱共振峰间隔进行了计算。共振峰间隔实验结果与理论计算误差最小仅为0.05%,验证了理论分析的正确性。最后,讨论了微球峰值间隔与泵浦功率的关系,排除了泵浦功率对共振峰间隔的影响。 展开更多

关键词 掺铒硫系玻璃 微球 光纤锥耦合 形貌共振

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Sn对Ge-Se-Te玻璃结构与光学特性的影响 被引量：2

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作者 尹冬梅 屠德阳 +3 位作者 车丙晨 张芳芳 林常规 戴世勋 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期279-283,共5页

采用熔融淬冷法制备了系列Ge3Se5Te2Snx(x=0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0,mol%)硫系玻璃。采用X射线衍射(XRD)图谱、差示扫描量热曲线(DSC)、可见/近红外光谱、傅里叶红外(FTIR)光谱、显微拉曼光谱等手段对玻璃的物化性能及结构进行表征,... 采用熔融淬冷法制备了系列Ge3Se5Te2Snx(x=0、0.4、0.8、1.2、1.6、2.0,mol%)硫系玻璃。采用X射线衍射(XRD)图谱、差示扫描量热曲线(DSC)、可见/近红外光谱、傅里叶红外(FTIR)光谱、显微拉曼光谱等手段对玻璃的物化性能及结构进行表征,研究发现Sn的引入导致Ge-Se-Te玻璃系统物化性能的变化:玻璃的转变温度Tg降低、红外截止波长发生红移,并有效地降低了杂质吸收峰对样品红外透过率的影响。利用Philips网络约束理论计算的玻璃平均配位数及拉曼光谱的变化,讨论了引入Sn对Ge-Se-Te玻璃的影响。 展开更多

关键词 硫系玻璃 热稳定性 红外透过范围

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19芯碲酸盐玻璃放大光纤的低串扰结构设计及性能仿真 被引量：1

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作者 张敏 王弦歌 +11 位作者 李宁哲 肖峰 贾金升 黄庆 白胜闯 刘自军 沈祥 戴世勋 聂秋华 赵丹 秦冠仕 王训四 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期694-700,共7页

基于空分复用技术的多芯光纤通信核心指标之一是信道串扰,该问题的存在极大地影响着传输距离及信号质量,尤其是在宽带光纤放大系统中。本文重点讨论了弱耦合19芯光纤的串扰问题,同时提出了一种利于多组分碲酸盐玻璃挤压制备的沟槽辅助... 基于空分复用技术的多芯光纤通信核心指标之一是信道串扰,该问题的存在极大地影响着传输距离及信号质量,尤其是在宽带光纤放大系统中。本文重点讨论了弱耦合19芯光纤的串扰问题,同时提出了一种利于多组分碲酸盐玻璃挤压制备的沟槽辅助型19芯光纤,并采用耦合功率理论和有限元法对模型进行了相关性能的数值仿真,系统研究了沟槽尺寸、折射率分布及相关光纤参数对芯间串扰的影响。仿真结果表明,优化设计后的光纤在1550 nm处拥有-156 dB/100 m的低串扰值,可以满足大容量光纤通信用宽带光放大器的应用需求。 展开更多

关键词 低串扰 19芯光纤 沟槽辅助型 多组分碲酸盐玻璃

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Sb对GeSb_xSe_(7-x)硫系玻璃的结构和物性的影响

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作者 魏文猴 方亮 +1 位作者 杨志勇 沈祥 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1218-1222,共5页

采用熔融–淬冷法制备了GeSbxSe7-x(x=0.4、0.8、1.2、1.6、2.0)系列硫系玻璃,并系统地研究了Sb对玻璃结构和物理性能的影响。拉曼光谱测试结果显示,随着Sb含量增加,玻璃结构逐渐从由Se链或Se环主导转变为由交联的SbSe3/2三角锥结构单元... 采用熔融–淬冷法制备了GeSbxSe7-x(x=0.4、0.8、1.2、1.6、2.0)系列硫系玻璃,并系统地研究了Sb对玻璃结构和物理性能的影响。拉曼光谱测试结果显示,随着Sb含量增加,玻璃结构逐渐从由Se链或Se环主导转变为由交联的SbSe3/2三角锥结构单元和GeSe4/2四面体结构单元主导,玻璃网络交联程度增加。同时,玻璃的转变温度、密度、弹性模量和折射率都随着Sb含量的增加而增大。透过光谱研究表明,随着Sb逐渐替换Se原子,光学带隙逐步减小。 展开更多

关键词 Ge-Sb-Se 硫系玻璃 拉曼光谱 弹性模量 折射率 玻璃转变

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