超連續(xù)譜是指高功率的窄帶激光脈沖耦合到非線性介質(zhì)中,使光譜得到展寬的一種現(xiàn)象,它是色散和非線性效應(yīng)共同作用的結(jié)果。由于超連續(xù)譜光源具有亮度高、光譜范圍寬以及空間相干性好的優(yōu)良特性,在熒光成像、光學(xué)相干層析技術(shù)、生物探測、食品質(zhì)量監(jiān)控以及污染檢測等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。硫系玻璃具有寬的紅外透過窗口(從可見光到20μm)、高的折射率以及極高的非線性系數(shù),是作為產(chǎn)生中紅外超連續(xù)譜輸出理想的非線性光纖介質(zhì)。然而,通常來說在光纖的近零色散點處泵浦可以得到更有效的超連續(xù)譜產(chǎn)生,而傳統(tǒng)硫系玻璃光纖其零色散點位于紅外波段(>5μm),無法通過常用的商用激光器泵浦獲得超連續(xù)譜輸出。通過玻璃組成優(yōu)化有望實現(xiàn)硫系玻璃光纖零色散點藍(lán)移,滿足商用激光泵浦波長工作范圍,為今后采用光纖激光器泵浦的全光纖化硫系中紅外超連續(xù)譜光源實現(xiàn)直接的推動意義。本文在文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上,在實驗方面通過擠壓法制備出Ge-As-S階躍型光纖,并深入研究了光纖的損耗、機(jī)械強(qiáng)度及其超連續(xù)譜展寬特性。在理論方面采用Comsol Multiphysics軟件模擬不同纖芯直徑下的Ge-Ga-S-CsI階躍型光纖的相關(guān)光學(xué)特性,借助Matl...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
引言
1 緒論
    1.1 超連續(xù)譜概述
    1.2 超連續(xù)譜產(chǎn)生發(fā)展趨勢和應(yīng)用
        1.2.1 超連續(xù)譜發(fā)展趨勢
        1.2.2 超連續(xù)譜應(yīng)用
    1.3 硫系玻璃光纖中超連續(xù)譜研究現(xiàn)狀
        1.3.1 微結(jié)構(gòu)硫系光纖SC譜輸出
        1.3.2 拉錐硫系光纖SC譜輸出
        1.3.3 階躍型硫系光纖SC譜輸出
    1.4 論文研究內(nèi)容與意義
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 研究意義
2 超連續(xù)譜產(chǎn)生機(jī)理
    2.1 時域非線性薛定諤及解析方法
        2.1.1 時域非線性薛定諤
        2.1.2 時域非線性薛定諤方程數(shù)值解析
    2.2 超連續(xù)譜產(chǎn)生中的色散和非線性效應(yīng)
        2.2.1 色散
        2.2.2 自相位調(diào)制
        2.2.3 受激拉曼散射
        2.2.4 四波混頻
        2.2.5 光孤子效應(yīng)
    2.3 本章小結(jié)
3 實驗部分
    3.1 硫系玻璃制備
        3.1.1 實驗原料及特性
        3.1.2 玻璃熔制
    3.2 玻璃性能測試
        3.2.1 紅外透過光譜測試
        3.2.2 熱差分析測試
        3.2.3 折射率測試
        3.2.4 熱膨脹系數(shù)測試
        3.2.5 激光損傷閾值測試
        3.2.6 拉曼光譜測試
    3.3 本章小結(jié)
4 Ge基硫化物光纖制備及其性能研究
    4.1 實驗原料選擇
        4.1.1 Ge-As-S玻璃光纖基質(zhì)選擇
        4.1.2 Ge-Ga-S-CsI玻璃光纖基質(zhì)選擇
    4.2 硫系光纖基質(zhì)玻璃性能研究
        4.2.1 Ge-As-S玻璃性能分析
        4.2.2 Ge-Ga-S-CsI玻璃性能分析
    4.3 硫系光纖制備
        4.3.1 傳統(tǒng)階躍型光纖預(yù)制棒制備方法探索
        4.3.2 光纖拉制
    4.4 光纖性能研究
        4.4.1 Ge-As-S階躍型光纖
        4.4.2 Ge-As-S階躍型光纖損耗測量及分析
        4.4.3 Ge-As-S階躍型光纖彎曲強(qiáng)度測量及分析
        4.4.4 Ge-Ga-S-CsI光纖探索
    4.5 本章小結(jié)
5 硫系光纖的超連續(xù)譜特性研究
    5.1 Ge-As-S階躍型光纖SC實驗
        5.1.1 紅外超連續(xù)譜實驗平臺
        5.1.2 Ge-As-S光纖不同泵浦波長下SC譜特性
        5.1.3 Ge-As-S光纖不同泵浦功率下SC譜特性
    5.2 Ge-Ga-S-CsI階躍型光纖SC模擬實驗
        5.2.1 Ge-Ga-S-CsI光纖光學(xué)特性
        5.2.2 Ge-Ga-S-CsI光纖拉曼特性
        5.2.3 模擬Ge-Ga-S-CsI光纖在不同泵浦波長下SC譜特性
        5.2.4 模擬Ge-Ga-S-CsI光纖在不同功率下SC譜特性
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝
Abstract
中文摘要



本文編號：3961776