光子晶體光纖激光器.pdf

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1、!"#$%&%’()$#*’+%,*’%-.%’/#$&$01光子晶體光纖激光器張瑞君（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第!!研究所，重慶!"""#"）摘要：光子晶體光纖激光器可標(biāo)定$%級(jí)的輸出功率，可使高功率工作的摻稀土光纖激光器產(chǎn)生變革。介紹了光子晶體光纖激光器的基本概念、特性及其典型器件。關(guān)鍵詞：光子晶體；光子晶體光纖；光子晶體光纖激光器中圖分類號(hào)：DE2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：F文章編號(hào)：!9$!GH$$9（2CC9）C$GC727GC9!"#$#%&’()*+$,-.&/0)1,+0)+IBFE5;?,GJ?(（!"#$$%"&#’#()*"+,’%-%.%#，/0!/，/"1,23-,2HCCC9C，/

2、"-,(）2/+$),’$：D/AK/)-)(,..LM@-&*N,’AL*&@AL@@/)?*O’A@.&*&’*A-/AP,*)Q&--*A+AL)N)?-K?-，-/AM/&+A-/AK)-A(-,&*-)LA+)*?-,)(,RAL&LAGA&L-/GO)KAON,’AL*&@AL@,(/,S/GK)QAL)KAL&-,)(TD/AKL,(G.,K*A，./&L&.-AL,@-,.@)NK/)-)(,..LM@-&*N,’AL*&@AL@&(O-/A,LOA+,.A&LAKLA@A(-AOT30*4#)5+：K/)-)(,..LM@-&*（36）；K/)-)(,..LM@-&*N,’

3、AL（36:）；K/)-)(,..LM@-&*N,’AL*&@AL@（36:<）給傳統(tǒng)的光纖激光器帶來(lái)新的變革。!引言2光子晶體光纖!"#$年，%&’()*)+,-./和0)/(幾乎同時(shí)提出光子晶體這一新概念［!12］：如果將不同介電常數(shù)的!%&光子晶體光纖概念介電材料構(gòu)成周期結(jié)構(gòu)，并在一維、二維或三維空36:是具有沿其長(zhǎng)度方向延伸的微細(xì)空氣孔有間中形成折射率的周期性分布，由于布拉格散射，序陣列的=,>2光纖?？赏ㄟ^空氣孔和固體=,>2面電磁波在其中傳播時(shí)會(huì)受到調(diào)制而形成能帶結(jié)構(gòu)，積的尺寸和圖形來(lái)確定光纖波導(dǎo)特性。這種能帶結(jié)構(gòu)叫做光子能帶。光子能帶之間具有帶36:的概念最早由;?@@A**等

4、人于!""2年提隙，即光子帶隙（345）。這種具有光子帶隙的周出。它是在石英光纖中沿軸向均勻排列著的空氣期性介電結(jié)構(gòu)就是36，也稱為光子帶隙材料，還孔，從光纖端面看，存在周期性的二維結(jié)構(gòu)，如果有人把它稱之為電磁晶體。36具有電子所不具備其中!個(gè)孔遭到破壞和缺失，則會(huì)出現(xiàn)缺陷，光能的優(yōu)點(diǎn)，并受到關(guān)注，并進(jìn)行了廣泛地研究和開夠在缺陷內(nèi)傳播。由于36:是由其中周期性排列發(fā)?？諝饪椎膯我皇⒉牧蠘?gòu)成，所以又被稱為多孔光目前，36已有了較大發(fā)展，利用36的優(yōu)越性纖（B:）或微結(jié)構(gòu)光纖。36:空氣孔的排列和大能，不僅開發(fā)出36光纖［718］，還研制出36光纖激小有很大的控制余地，可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)36:的

5、光器［91$］和36光纖喇曼激光器（36:;<）［#］，并光傳輸特性。收稿日期：2CC81C#128!"#$%&’&%()(#*$%&"#+(#,&%)%-./!"#$%&&’’!’微納電子技術(shù)!""#年第$期!"#$%&%’()$#*’+%,*’%-.%’/#$&$01!%!&’(的特征優(yōu)勢(shì)以單模傳播的條件是：!’!56789。在具有:個(gè)和;!"#與傳統(tǒng)光纖在光纖結(jié)構(gòu)、單模特性、色散個(gè)缺失孔的!"#中，單模傳播的條件則分別為特性和非線性特性等方面有著顯著的差別。由于!’!567)9和!’!567&9。!"#可提供制作具有增強(qiáng)線性和非線性光特性的光6FG波導(dǎo)，所以具有傳統(tǒng)光纖所不具備的優(yōu)點(diǎn)：

6、!"#能6F9單模進(jìn)行寬帶單模工作和空氣波導(dǎo)，減小了非線性和色6F8散，可制成拍長(zhǎng)極短的保偏光纖；此外還有高靈敏!’6F:無(wú)限單模性光譜、光損耗小。在!"#許多引人注目的特性#6F)"!"#("中，最具特征優(yōu)勢(shì)的有：無(wú)限單模特性、可控的色6F&多模散特性、極強(qiáng)的光學(xué)非線性、高的雙折射性、超連6F66F866F896F96續(xù)性、大模場(chǎng)面積和折射率$波長(zhǎng)相關(guān)性。!’!!"!"#無(wú)限單模特性圖)滿足單模的條件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的!"#具備在所有波長(zhǎng)上都支持單模傳輸?shù)哪芰?，可在極寬譜帶內(nèi)單模運(yùn)轉(zhuǎn)，即!"!"!色散特性所謂的無(wú)限單模特性，這是!"#最引人注目的特!"#具有可控的色散特性，其色散和色散斜性，對(duì)

7、!"#%非常重要。率隨空氣孔的排布和大小的變化而改變。!"#還光纖一般由纖芯和包層構(gòu)成，典型的!"#包具有色散補(bǔ)償特性，大的空氣孔將導(dǎo)致異常群速層由具有孔直徑!和孔間距!的三角形陣列空氣色散（<=>），可補(bǔ)償較短波長(zhǎng)的材料色散。分析孔構(gòu)成（圖&），并有缺失孔形成的纖芯，這些孔表明：合理設(shè)計(jì)的!"#可以獲得&663?帶寬，約.&·B?.&以上的色散值，可補(bǔ)償為自身長(zhǎng)降低了包層的“平均”折射率。!"#的無(wú)限單模特