小纤芯SiO2和As2S3光纤受激布里渊散射特性研究

来源 :宁波大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yunzh
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering,SBS)效应是一种典型的非线性现象,具有低阈值功率,高转换效率,超窄增益线宽等优点。基于SBS效应的布里渊光纤激光器融合了这些优点,目前已在多个领域中得到了应用发展。其中多波长布里渊光纤激光器因为可在一根光纤中同时传输多个光波信号而成为了密集波分复用系统中极具竞争力的光源之一。光纤作为布里渊光纤激光器的增益介质,其组成和性能参数不断被优化。多模光纤较单模光纤需要更高的入射功率才能发生SBS效应,而普通的石英单模光纤(SMF)由于非线性系数较低,需要较高的泵浦功率和较长的光纤长度才能有效激发SBS效应。但较高的泵浦功率易导致器件管理复杂,系统稳定性降低和能耗增加等等,较长的光纤也不利于器件小型化。近些年,研究者们开始探索基于新型高非线性特种光纤的SBS效应及其应用。降低SBS阈值的有效方法是减小光纤的有效模场面积(Aeff),增大非线性的有效方式就是寻找高折射率、低Aeff的新型光纤。本文选取了小纤芯直径SiO2光纤和高非线性小纤芯As2S3光纤作为研究对象,对比研究了其SBS效应及相关特性。论文的主要研究内容及创新点如下:(1)搭建基于SiO2光纤的F-P腔布里渊光纤激光器,测量并对比研究了三种纤芯直径单模SiO2光纤(8.8,5和3mm)的布里渊特性参数,包括SBS阈值Pth,布里渊频移n和线宽(35)n。结果表明,小纤芯直径光纤能有效降低Pth,展宽(35)n,而纤芯直径对n的影响要远小于纤芯掺杂的影响。(2)借助了Comsol软件对Aeff,声光重叠积分I和阈值增益因子Gth对Pth的影响进行有限元仿真。结果表明具有较高数值孔径(NA)的小纤芯光纤在相对较短长度时能有效降低Pth。(3)使用了纤芯直径为5mm的小纤芯As2S3光纤构建了一个多波长布里渊光纤激光器。通过优化耦合方案,选取与As2S3光纤NA和Aeff相匹配的非线性光纤,使之与单模光纤耦合构建成模场适配器(MFA),再与As2S3光纤进行对接耦合,构建低损耗腔。最终获得了插入损耗为0.5 d B,耦合损耗为2.4 d B的低损耗耦合结果。(4)对比研究了有无腔反馈条件下,基于小纤芯As2S3光纤的布里渊光纤激光输出功率和Stokes通道数。结果表明在定制的MFA耦合下,具有腔反馈的激光转换效率(42.6%)较无腔反馈的激光转换效率(26.4%)高得多且Stokes通道数也增加了2倍多,因此,腔反馈能有效的提高多波长激光输出效果。最终,在2.5 W的泵浦功率下,实现了1W以上的高功率输出和20个波长的多波长激光输出。该结果为基于特种光纤的低阈值布里渊光纤激光器提供了科学的参考。
其他文献
高比表面积材料能与周围气体中的成分大面积接触,从而赋予了材料对气体中颗粒物(PM)的高效的表面粘附性能。将材料表面粘附效应应用到室内空气中颗粒物的净化上,可以解决现有空气净化技术的高成本、低效率以及引入新污染物等不足。本文就是基于表面粘附效应的净化机理,研究了高比表面积活性炭和纳米纤维对空气中颗粒物的粘附性能。主要的研究成果如下:(1)实验制备的核桃壳基高比表面积活性炭可以有效地粘附空气中的颗粒物
多级孔聚合物材料由于其特有的物理化学性质,大的比表面积以及可调的介孔结构,在酶的固定化中表现出极大的应用前景。多级孔聚合物具有多尺度孔道,其中介孔可以实现酶分子的有效固载,而大孔可以为快速传质提供通道,因而可以显著提高酶分子的固载效率以及固定化酶的生物催化活性。本论文发明了制备多级孔聚合物的新方法,无需模板,简单、快捷,并探究其在酶固定化中的应用研究,开展以下研究工作:(1)环氧树脂基多级孔聚合物
随着网络应用的不断发展,网络协议的种类也变得越来越丰富。除了大量标准化、公开的通信协议以外,网络上存在着大量的私有协议,各个软件厂商出于经济利益、安全隐私等因素的考虑,并没有公开协议细节。而目前已有的协议识别系统在性能上、准确率以及鲁棒性上仍然无法满足要求。因此,私有协议的识别工作在网络安全领域具有重要意义。论文以推断私有协议的完整协议规范为目标,充分考虑到当前的私有协议识别工作中存在的严重依赖人
肺癌是目前世界上最严重的恶性肿瘤之一,联合检测癌胚抗原(CEA)和神经特异性烯醇化酶(NSE)可以大幅度的提高肺癌诊断的敏感性与特异性。本研究采用免疫层析法,利用量子点和量子点荧光微球制备免疫探针,结合实验室自行研发的手持式荧光免疫层析芯片分析系统,实现了肺癌肿瘤标志物CEA和NSE的联合定量检测,操作简单,检测快速,成本低廉,是一种理想的肺癌早期快速筛查方法。本文采用碳二亚胺EDC/NHS法分别
癌胚抗原(carcino-embryonic antigen CEA)是一种多糖蛋白复合物,广泛存在于内胚叶起源的消化系统癌中,也存在于正常胚胎的消化管组织中。97%的健康成人血清CEA浓度在2.5ug/L以下,而癌症患者血清中CEA含量会极大地增高;所以测定CEA的含量可以作为恶性肿瘤的鉴别诊断依据,开发配套的快速定量检测CEA的便携式系统就显得十分的重要。本研究基于嵌入式和模块化技术,开发了准
多铁性材料是指具有两种或两种以上基本铁性序(如铁磁性、铁电性、铁弹性和铁环性)的新型功能材料。多铁性蕴含丰富的物理,实现了时间反演对称破缺和空间反演对称破缺共存,在信息科学领域具有重要应用前景,是过去近20年凝聚态与材料物理的前沿热点。本论文以极性亚铁磁体Mn2Mo3O8为研究对象,深入研究其中多重铁性序的共存与耦合,揭示掺杂、外场等方式调控产生的相变等现象与机理。论文内容主要分为以下几个方面:(
随着当今城镇化进程的不断深入,城市居民回归自然、享受精神娱乐的欲望愈来愈强烈,而休闲农业园提供了一个独特的平台。休闲农业作为生态旅游的载体,近几年在我国发展迅速,但整体却出现了“迅猛扩张,低端发展”的问题,因此对休闲农业进行理论研究与实例分析,具有重要意义。本文结合新时代绿色发展、共享、消费的理念对休闲农业进行科学规划,新型生态休闲农业产业具有巨大市场及生态潜力。本文以休闲农业园为主要研究对象,归
汽车在行驶过程中,必然会产生尾气的排放。而在排放的尾气中则有许多污染物能够对环境造成极大的破坏。伴随着县乡车辆的增长以及公路修建的增多,随之而来的则是汽车尾气排放所造成污染物的极速增加,从而导致汽车尾气排放所造成的污染大量增长,机动车排放污染逐渐成为影响环境污染的最大因素。本文以海安市S353部分路段为例,通过实际现场调查,建立CALINE-4模型并对模型进行敏感性因素分析,以一氧化碳(CO)作为
我国高原藏区、西北地区常规能源缺乏、太阳能资源丰富,而且供暖地区与太阳能丰富区高度重合。因此,太阳能供暖是高原藏区、西北地区具有发展潜力的清洁能源技术之一,对缓解当地能源消耗危机、保护脆弱的生态环境具有重要意义。而高原藏区气候极端严酷、低压缺氧,开发高性能、运行稳定可靠的新型太阳能集热器是太阳能供暖在高原藏区、西北地区顺利推广应用的前提之一。本文针对平板型太阳能集热器展开研究,首先分析了平板太阳能
有机电致发光器件(Organic Light-emitting Device,OLED)作为第三代显示技术的核心,已从技术研究阶段进入产品工业化阶段,目前工业化的OLED产品多以真空蒸镀法为主,其高真空和高温的苛刻条件会增加制备的复杂性并降低材料的利用率。同时其大面积制备存在问题,由于在同一层中难以精确地同时沉积几种组分。而溶液法制备OLED具有材料利用率高、加工效率高、与柔性基板兼容性好、易于控