用于产生超宽带中红外超连续谱的光纤及其制备方法
用于产生超宽带中红外超连续谱的光纤及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种中红外非线性光学材料，特别涉及一种用于产生超宽带中红外超连续谱的光纤及其制备方法。
【背景技术】
[0002]中红外(MIR)超连续谱(SC)光源具有光谱宽、空间相干性好、亮度高等优点，在宽带激光雷达、多波段光电对抗、光学测量、分子光谱学、生物医学成像等领域都有着极其重要的应用。传统的宽带MIR光源主要包括热棒(glowbar)和同步福射光源(synchrotronsource)。后者在 I ?10 μ m 波段可产 1016_17photons/s/mm2/sr/0.1 % bandwith 的亮度，比前者高2?3个数量级。目前，高信噪比和高空间分辨率的MIR光谱检测仅能使用亮度较高的同步辐射光源，严重限制了普通环境下MIR光谱技术的应用。最近，新型量子级联激光器(QCL)的发展极大提高了 MIR波段光源的亮度。典型的QCL可以产生4x 1023photons/s/mmVsr/cnT1的亮度，比同步辐射光源高5个数量级以上。然而，单个QCL的波长调谐范围较小，为了覆盖较宽的光谱范围，需将多个QCL进行组合，这导致光源非常复杂且成本极高，并且目前QCL很难获得3.2 ym以下波长。相比而言，SC MIR光源可提供无间断宽带光谱覆盖，亮度通常比同步辐射光源高2个数量级以上。
[0003]近年来，多国科研单位投入大量资金和人力开发高非线性MIR光纤，并利用它们作为非线性介质获得宽带MIR SC光源，取得了显著进步。2008年，美国塔夫斯大学和英国巴斯大学使用1.55 μπι的10fs脉冲泵浦8mm长的高非线性碲酸盐光子晶体光纤，产生了0.79?4.87 μπι SC。然而，在碲酸盐中很难将SC深入到长波中红外区域，因为它的红外截止波长〈6 μπι。2009年，日本丰田工业大学利用1.45 μπι飞秒激光泵浦I厘米长氟化物光纤，产生了 0.35?6.28 μ m SC，这是目前为止氟化物光纤中报道的最宽的MIR SC。2012年底，国防科技大学采用1.958 μm纳秒激光器泵浦ZBLAN(ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF)光纤，获得了平均功率1.2W的1.8?4.3 μπι SC，这是国内首次实现瓦级全光纤MIR SC光源。2014年，北京工业大学采用2 ym纳秒激光器泵浦ZBLAN光纤获得了 16.2W的1.9?3.5 μ m超连续谱光源，这是在氟化物光纤中报道的亮度最高的MIR SC。由于氟化物光纤在长波中红外损耗很高，光纤中SC无法向更长波长展宽。此外，氟化物光纤本身的非线性很低，意味着SC产生需要很高的泵浦功率，这是限制该材料产生高亮度超连续谱的主要缺点。
[0004]由于碲酸盐和氟化物玻璃材料的红外截止波长较短，它们均无法产生>7 μπι的SC。硫系材料、卤化银和锗是目前主要的具有优异长波中红外透射性能的材料。其中硫系玻璃(包括硫化物、砸化物和碲化物玻璃)在非晶材料中具有最高的非线性，三阶非线性系数比石英高2?3个数量级。硫化物、砸化物和碲化物玻璃的红外透射范围分别为0.6?10 μ m、I?14 μ m和2?20 μ m，这使他们成为产生MIR SC的极佳材料。2011年，美国海军实验室用2.5 μπι超快激光泵浦阶跃型单模As2S3光纤产生了 1.5?5 μπι超连续谱。2012年美国斯坦福大学和俄罗斯科学院光纤光学研宄中心用Er掺杂锁模光纤激光器泵浦锥形As2S3硫系光纤产生了 2.2?5 μπι超连续谱。2014年，澳大利亚国立大学用光学参量放大器产生的4 μ m飞秒脉冲泵浦工程色散硫系波导获得了 2?8 μ m超连续谱。
【发明内容】
[0005]针对以现有光纤为非线性介质很难获得波长展宽至8 μπι以上的MIR SC，本发明提供了一种可用于产生2?10 μπι超宽带中红外超连续谱的光纤及制备方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案:
[0007]一种用于产生超宽带中红外超连续谱的光纤，由纤芯和包层构成，其中，光纤直径160?400 μπι，纤芯直径4?10 μπι ;纤芯材料为砸化物玻璃，其化学组成式为GexAsySe(1_x_y)，x = 0.1?0.15，y = 0.2?0.3 ;包层材料为硫化物玻璃，其化学组成式为GemAsnS(1_m_n) ? m = 0.1 ?0.15，η = 0.15 ?0.25。
[0008]上述用于产生超宽带中红外超连续谱的光纤的制备方法，采用二次棒管法，包括步骤:
[0009](I)将纤芯玻璃棒拉制成纤芯玻璃细棒，纤芯玻璃棒化学组成为GexAsySe(1_x_y)，x=0.1 ?0.15，y = 0.2 ?0.3 ;
[0010](2)将两根包层玻璃棒分别沿中心轴钻孔，获得包层玻璃套管，包层玻璃棒化学组成为 GemAsnS(1_m_n)，m = 0.1 ?0.15，η = 0.15 ?0.25 ;
[0011](3)将纤芯玻璃细棒插入一包层玻璃套管并拉制成二次细棒；
[0012](4)将二次细棒插入另一包层玻璃套管，拉制成本发明光纤，所得光纤直径160?400 μ m，其中纤芯直径4?10 μ m。
[0013]作为优选，步骤(2)中将包层玻璃套管内壁抛光。
[0014]上述纤芯玻璃棒和包层玻璃棒采用常规的真空熔融-淬冷法制备。
[0015]本发明的有益效果如下:
[0016]以砸化物玻璃和硫化物玻璃分别作为光纤的纤芯材料和包层材料，在保证光纤具有宽的传输光谱范围(覆盖2?1ym光谱区域)的同时，还可形成较大的芯包折射率差，有利于通过减小光纤的芯径调节光纤色散使零色散波长向短波方向显著位移，这样就可以用紧凑型高重频光学参量放大器产生的超短脉冲在反常色散区泵浦光纤，使脉冲极大展宽，最终获得具有较高平均功率的超宽带MIR SC。
[0017]本发明光纤的数值孔径彡1.3，零色散波长在3.2?4.0 μπι之间，非线性系数>50/W/km，传输光谱范围覆盖2?10 μ m，可作为高性能非线性介质用于产生超宽带中红外超连续谱。
[0018]本发明具有如下优点:
[0019]1、与碲酸盐玻璃光纤和氟化物玻璃光纤相比，本发明光纤具有宽的传输光谱范围和高的三阶非线性系数，可产生覆盖2?10 μπι的MIR SC，且产生SC所需的泵浦功率低；
[0020]2、与常用产生MIR SC的光子晶体光纤相比，本发明光纤的制备工 艺简单、稳定，成本低。
【附图说明】
[0021]图1是实施例1制备光纤的横截面显微光学照片，光纤直径为160 μ m，纤芯直径为4 μ m0
[0022]图2是实施例1制备光纤中产生的超连续谱。
[0023]图3是实施例2制备光纤中产生的超连续谱。
[0024]图4是实施例3制备光纤中产生的超连续谱。
【具体实施方式】
[0025]下面将通过实施例进一步说明本发明的实质性特点和显著进步，但本发明并非仅限于所举之例。
[0026]实施例1 -Geai2Asa24Sea64ZGeaiAsa25Sa6A纤制备
[0027]采用制备硫系玻璃常用的真空熔融-淬冷法制备直径1mm的Ge。.12AsQ.24SeQ.6^芯玻璃棒和直径15mm的Getl.Asa25Sa65包层玻璃棒；将光纤芯玻璃棒在350°C拉制成直径2.3mm的纤芯玻璃细棒；将两根包层玻璃棒分别沿中心轴钻孔，获得内径2.3mm的包层玻璃套管，并将包层玻璃套管内壁抛光；将纤芯玻璃细棒插入其中一包层玻璃套管中，在350°C拉制成直径2.3mm的二次细棒；将二次细棒插入另一包层玻璃套管中，在350°C拉制成直径160 μ m的光纤，对应的纤芯直径约4 μ m，如图1所不。
[0028]测试和计算结果显示:光纤的数值孔径为1.3，光纤的零色散波长约3.2 μπι，光纤在4ym的非线性系数为320/W/km。当采用重复频率为10.5MHz、脉冲宽度为320fs、峰值功率为3.5kff的4 μ m激光泵浦1cm长光纤时，获得了覆盖2?10 μ m、平均功率为3.5mff的超连续谱，如图2所示。
[0029]实施例2 -GeaiAsa3Setl.JGeai3Asa2Sa6A纤制备
[0030]采用制备硫系玻璃常用的真空熔融-淬冷法制备直径1mm的Gea Asa3Sea6纤芯玻璃棒和直径15mm的Geai3Asa2Sa67包层玻璃棒；将纤芯玻璃棒在370°C拉制成直径2.3mm的纤芯玻璃细棒；将两根包层玻璃棒分别沿中心轴钻孔，获得内径2.3mm的包层玻璃套管，并将包层玻璃套管内壁抛光；将纤芯玻璃细棒插入其中一包层玻璃套管中，在370°C拉制成直径2.3mm的二次细棒；将二次细棒插入另一包层玻璃套管中，在370°C拉制成直径240 μ m的光纤，对应的纤芯直径约6 μ m。
[0031]测试和计算结果显示:光纤的数值孔径为1.45，光纤的零色散波长约3.5 μπι，光纤在4 ym的非线性系数为150/W/km。当采用重复频率为10.5MHz、脉冲宽度为320fs、峰值功率为4.2kff的4 μ m激光泵浦15cm长光纤时，获得了覆盖2?10 μ m、平均功率为4mW的超连续谱，如图3所示。
[0032]实施例3:Ge(l.15AS(l.2Se(l.65/Ge(l.15AS(l.15Sa7光纤制备
[0033]采用制备硫系玻璃常用的真空熔融-淬冷法制备直径1mm的Ge(l.15As(l.2Se(l.63:f芯玻璃棒和直径15mm的Geai5Asai5Sa7包层玻璃棒；将纤芯玻璃棒在340°C拉制成直径2.3mm的纤芯玻璃细棒；将两根包层玻璃棒分别沿中心轴钻孔，获得内径2.3mm的包层玻璃套管，并将包层玻璃套管内壁抛光；将纤芯玻璃细棒插入其中一包层玻璃套管中，在340°C拉制成直径2.3mm的二次细棒；将二次细棒插入另一包层玻璃套管中，在340°C拉制成直径400 μ m的光纤，对应的纤芯直径约为10 μ mo
[0034]测试和计算结果显示:光纤的数值孔径为1.35，光纤的零色散波长约4.0 μπι，光纤在4 ym的非线性系数为56/W/km。当采用重复频率为10.5MHz、脉冲宽度为320fs、峰值功率为3kW的4.1 μπι激光泵浦20cm长光纤时，获得了覆盖2?10 μm、平均功率为3.2mff的超连续谱，如图4所示。
【主权项】
1.一种用于产生超宽带中红外超连续谱的光纤，其特征是: 由纤芯和包层构成，其中，光纤直径160?400 μ m，纤芯直径4?10 μ m ;纤芯材料为砸化物玻璃，其化学组成式为GexASySe(1_x_y)，X = 0.1?0.15，y = 0.2?0.3 ;包层材料为硫化物玻璃，其化学组成式为GeniAsnSaIn), m = 0.1?0.15，η = 0.15?0.25。2.一种用于产生超宽带中红外超连续谱的光纤的制备方法，其特征是，包括步骤: (1)将纤芯玻璃棒拉制成纤芯玻璃细棒，纤芯玻璃棒化学组成为GexASySe(1_x_y)，x=0.1 ?0.15，y = 0.2 ?0.3 ; (2)将两根包层玻璃棒分别沿中心轴钻孔，获得包层玻璃套管，包层玻璃棒化学组成为GemAsnS(1_m_n)，m = 0.1 ?0.15，η = 0.15 ?0.25 ; (3)将纤芯玻璃细棒插入一包层玻璃套管并拉制成二次细棒； (4)将二次细棒插入另一包层玻璃套管，拉制成直径160?400μ m的光纤，其中纤芯直径4?10 μ m。3.如权利要求2所述的用于产生超宽带中红外超连续谱的光纤的制备方法，其特征是: 步骤(2)中将包层玻璃套管内壁抛光。4.如权利要求2所述的用于产生超宽带中红外超连续谱的光纤的制备方法，其特征是: 所述的纤芯玻璃棒和包层玻璃棒采用真空熔融-淬冷法制备。
【专利摘要】本发明公开了一种用于产生超宽带中红外超连续谱的光纤及其制备方法，由纤芯和包层构成，其中，光纤直径160～400μm，纤芯直径4～10μm；纤芯材料为硒化物玻璃，其化学组成式为GexAsySe(1-x-y)，x＝0.1～0.15，y＝0.2～0.3；包层材料为硫化物玻璃，其化学组成式为GemAsnS(1-m-n)，m＝0.1～0.15，n＝0.15～0.25。本发明光纤的数值孔径≥1.3，光纤的零色散波长在3.2～4.0μm之间，非线性系数>50/W/km，传输光谱范围覆盖2～10μm，可作为高性能非线性介质用于产生超宽带中红外超连续谱。
【IPC分类】C03B37/025, H01S3/067, C03B37/012, G02B6/02
【公开号】CN104898198
【申请号】CN201510095328
【发明人】杨志勇, 张斌, 翟诚诚, 祁思胜, 郭威, 杨安平, 任和, 王雨伟, 唐定远
【申请人】江苏师范大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月3日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种中红外非线性光学材料，特别涉及一种用于产生超宽带中红外超连续谱的光纤及其制备方法。
【背景技术】
[0002]中红外(MIR)超连续谱(SC)光源具有光谱宽、空间相干性好、亮度高等优点，在宽带激光雷达、多波段光电对抗、光学测量、分子光谱学、生物医学成像等领域都有着极其重要的应用。传统的宽带MIR光源主要包括热棒(glowbar)和同步福射光源(synchrotronsource)。后者在 I ?10 μ m 波段可产 1016_17photons/s/mm2/sr/0.1 % bandwith 的亮度，比前者高2?3个数量级。目前，高信噪比和高空间分辨率的MIR光谱检测仅能使用亮度较高的同步辐射光源，严重限制了普通环境下MIR光谱技术的应用。最近，新型量子级联激光器(QCL)的发展极大提高了 MIR波段光源的亮度。典型的QCL可以产生4x 1023photons/s/mmVsr/cnT1的亮度，比同步辐射光源高5个数量级以上。然而，单个QCL的波长调谐范围较小，为了覆盖较宽的光谱范围，需将多个QCL进行组合，这导致光源非常复杂且成本极高，并且目前QCL很难获得3.2 ym以下波长。相比而言，SC MIR光源可提供无间断宽带光谱覆盖，亮度通常比同步辐射光源高2个数量级以上。
[0003]近年来，多国科研单位投入大量资金和人力开发高非线性MIR光纤，并利用它们作为非线性介质获得宽带MIR SC光源，取得了显著进步。2008年，美国塔夫斯大学和英国巴斯大学使用1.55 μπι的10fs脉冲泵浦8mm长的高非线性碲酸盐光子晶体光纤，产生了0.79?4.87 μπι SC。然而，在碲酸盐中很难将SC深入到长波中红外区域，因为它的红外截止波长〈6 μπι。2009年，日本丰田工业大学利用1.45 μπι飞秒激光泵浦I厘米长氟化物光纤，产生了 0.35?6.28 μ m SC，这是目前为止氟化物光纤中报道的最宽的MIR SC。2012年底，国防科技大学采用1.958 μm纳秒激光器泵浦ZBLAN(ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF)光纤，获得了平均功率1.2W的1.8?4.3 μπι SC，这是国内首次实现瓦级全光纤MIR SC光源。2014年，北京工业大学采用2 ym纳秒激光器泵浦ZBLAN光纤获得了 16.2W的1.9?3.5 μ m超连续谱光源，这是在氟化物光纤中报道的亮度最高的MIR SC。由于氟化物光纤在长波中红外损耗很高，光纤中SC无法向更长波长展宽。此外，氟化物光纤本身的非线性很低，意味着SC产生需要很高的泵浦功率，这是限制该材料产生高亮度超连续谱的主要缺点。
[0004]由于碲酸盐和氟化物玻璃材料的红外截止波长较短，它们均无法产生>7 μπι的SC。硫系材料、卤化银和锗是目前主要的具有优异长波中红外透射性能的材料。其中硫系玻璃(包括硫化物、砸化物和碲化物玻璃)在非晶材料中具有最高的非线性，三阶非线性系数比石英高2?3个数量级。硫化物、砸化物和碲化物玻璃的红外透射范围分别为0.6?10 μ m、I?14 μ m和2?20 μ m，这使他们成为产生MIR SC的极佳材料。2011年，美国海军实验室用2.5 μπι超快激光泵浦阶跃型单模As2S3光纤产生了 1.5?5 μπι超连续谱。2012年美国斯坦福大学和俄罗斯科学院光纤光学研宄中心用Er掺杂锁模光纤激光器泵浦锥形As2S3硫系光纤产生了 2.2?5 μπι超连续谱。2014年，澳大利亚国立大学用光学参量放大器产生的4 μ m飞秒脉冲泵浦工程色散硫系波导获得了 2?8 μ m超连续谱。
【发明内容】
[0005]针对以现有光纤为非线性介质很难获得波长展宽至8 μπι以上的MIR SC，本发明提供了一种可用于产生2?10 μπι超宽带中红外超连续谱的光纤及制备方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案:
[0007]一种用于产生超宽带中红外超连续谱的光纤，由纤芯和包层构成，其中，光纤直径160?400 μπι，纤芯直径4?10 μπι ;纤芯材料为砸化物玻璃，其化学组成式为GexAsySe(1_x_y)，x = 0.1?0.15，y = 0.2?0.3 ;包层材料为硫化物玻璃，其化学组成式为GemAsnS(1_m_n) ? m = 0.1 ?0.15，η = 0.15 ?0.25。
[0008]上述用于产生超宽带中红外超连续谱的光纤的制备方法，采用二次棒管法，包括步骤:
[0009](I)将纤芯玻璃棒拉制成纤芯玻璃细棒，纤芯玻璃棒化学组成为GexAsySe(1_x_y)，x=0.1 ?0.15，y = 0.2 ?0.3 ;
[0010](2)将两根包层玻璃棒分别沿中心轴钻孔，获得包层玻璃套管，包层玻璃棒化学组成为 GemAsnS(1_m_n)，m = 0.1 ?0.15，η = 0.15 ?0.25 ;
[0011](3)将纤芯玻璃细棒插入一包层玻璃套管并拉制成二次细棒；
[0012](4)将二次细棒插入另一包层玻璃套管，拉制成本发明光纤，所得光纤直径160?400 μ m，其中纤芯直径4?10 μ m。
[0013]作为优选，步骤(2)中将包层玻璃套管内壁抛光。
[0014]上述纤芯玻璃棒和包层玻璃棒采用常规的真空熔融-淬冷法制备。
[0015]本发明的有益效果如下:
[0016]以砸化物玻璃和硫化物玻璃分别作为光纤的纤芯材料和包层材料，在保证光纤具有宽的传输光谱范围(覆盖2?1ym光谱区域)的同时，还可形成较大的芯包折射率差，有利于通过减小光纤的芯径调节光纤色散使零色散波长向短波方向显著位移，这样就可以用紧凑型高重频光学参量放大器产生的超短脉冲在反常色散区泵浦光纤，使脉冲极大展宽，最终获得具有较高平均功率的超宽带MIR SC。
[0017]本发明光纤的数值孔径彡1.3，零色散波长在3.2?4.0 μπι之间，非线性系数>50/W/km，传输光谱范围覆盖2?10 μ m，可作为高性能非线性介质用于产生超宽带中红外超连续谱。
[0018]本发明具有如下优点:
[0019]1、与碲酸盐玻璃光纤和氟化物玻璃光纤相比，本发明光纤具有宽的传输光谱范围和高的三阶非线性系数，可产生覆盖2?10 μπι的MIR SC，且产生SC所需的泵浦功率低；
[0020]2、与常用产生MIR SC的光子晶体光纤相比，本发明光纤的制备工 艺简单、稳定，成本低。
【附图说明】
[0021]图1是实施例1制备光纤的横截面显微光学照片，光纤直径为160 μ m，纤芯直径为4 μ m0
[0022]图2是实施例1制备光纤中产生的超连续谱。
[0023]图3是实施例2制备光纤中产生的超连续谱。
[0024]图4是实施例3制备光纤中产生的超连续谱。
【具体实施方式】
[0025]下面将通过实施例进一步说明本发明的实质性特点和显著进步，但本发明并非仅限于所举之例。
[0026]实施例1 -Geai2Asa24Sea64ZGeaiAsa25Sa6A纤制备
[0027]采用制备硫系玻璃常用的真空熔融-淬冷法制备直径1mm的Ge。.12AsQ.24SeQ.6^芯玻璃棒和直径15mm的Getl.Asa25Sa65包层玻璃棒；将光纤芯玻璃棒在350°C拉制成直径2.3mm的纤芯玻璃细棒；将两根包层玻璃棒分别沿中心轴钻孔，获得内径2.3mm的包层玻璃套管，并将包层玻璃套管内壁抛光；将纤芯玻璃细棒插入其中一包层玻璃套管中，在350°C拉制成直径2.3mm的二次细棒；将二次细棒插入另一包层玻璃套管中，在350°C拉制成直径160 μ m的光纤，对应的纤芯直径约4 μ m，如图1所不。
[0028]测试和计算结果显示:光纤的数值孔径为1.3，光纤的零色散波长约3.2 μπι，光纤在4ym的非线性系数为320/W/km。当采用重复频率为10.5MHz、脉冲宽度为320fs、峰值功率为3.5kff的4 μ m激光泵浦1cm长光纤时，获得了覆盖2?10 μ m、平均功率为3.5mff的超连续谱，如图2所示。
[0029]实施例2 -GeaiAsa3Setl.JGeai3Asa2Sa6A纤制备
[0030]采用制备硫系玻璃常用的真空熔融-淬冷法制备直径1mm的Gea Asa3Sea6纤芯玻璃棒和直径15mm的Geai3Asa2Sa67包层玻璃棒；将纤芯玻璃棒在370°C拉制成直径2.3mm的纤芯玻璃细棒；将两根包层玻璃棒分别沿中心轴钻孔，获得内径2.3mm的包层玻璃套管，并将包层玻璃套管内壁抛光；将纤芯玻璃细棒插入其中一包层玻璃套管中，在370°C拉制成直径2.3mm的二次细棒；将二次细棒插入另一包层玻璃套管中，在370°C拉制成直径240 μ m的光纤，对应的纤芯直径约6 μ m。
[0031]测试和计算结果显示:光纤的数值孔径为1.45，光纤的零色散波长约3.5 μπι，光纤在4 ym的非线性系数为150/W/km。当采用重复频率为10.5MHz、脉冲宽度为320fs、峰值功率为4.2kff的4 μ m激光泵浦15cm长光纤时，获得了覆盖2?10 μ m、平均功率为4mW的超连续谱，如图3所示。
[0032]实施例3:Ge(l.15AS(l.2Se(l.65/Ge(l.15AS(l.15Sa7光纤制备
[0033]采用制备硫系玻璃常用的真空熔融-淬冷法制备直径1mm的Ge(l.15As(l.2Se(l.63:f芯玻璃棒和直径15mm的Geai5Asai5Sa7包层玻璃棒；将纤芯玻璃棒在340°C拉制成直径2.3mm的纤芯玻璃细棒；将两根包层玻璃棒分别沿中心轴钻孔，获得内径2.3mm的包层玻璃套管，并将包层玻璃套管内壁抛光；将纤芯玻璃细棒插入其中一包层玻璃套管中，在340°C拉制成直径2.3mm的二次细棒；将二次细棒插入另一包层玻璃套管中，在340°C拉制成直径400 μ m的光纤，对应的纤芯直径约为10 μ mo
[0034]测试和计算结果显示:光纤的数值孔径为1.35，光纤的零色散波长约4.0 μπι，光纤在4 ym的非线性系数为56/W/km。当采用重复频率为10.5MHz、脉冲宽度为320fs、峰值功率为3kW的4.1 μπι激光泵浦20cm长光纤时，获得了覆盖2?10 μm、平均功率为3.2mff的超连续谱，如图4所示。
【主权项】
1.一种用于产生超宽带中红外超连续谱的光纤，其特征是: 由纤芯和包层构成，其中，光纤直径160?400 μ m，纤芯直径4?10 μ m ;纤芯材料为砸化物玻璃，其化学组成式为GexASySe(1_x_y)，X = 0.1?0.15，y = 0.2?0.3 ;包层材料为硫化物玻璃，其化学组成式为GeniAsnSaIn), m = 0.1?0.15，η = 0.15?0.25。2.一种用于产生超宽带中红外超连续谱的光纤的制备方法，其特征是，包括步骤: (1)将纤芯玻璃棒拉制成纤芯玻璃细棒，纤芯玻璃棒化学组成为GexASySe(1_x_y)，x=0.1 ?0.15，y = 0.2 ?0.3 ; (2)将两根包层玻璃棒分别沿中心轴钻孔，获得包层玻璃套管，包层玻璃棒化学组成为GemAsnS(1_m_n)，m = 0.1 ?0.15，η = 0.15 ?0.25 ; (3)将纤芯玻璃细棒插入一包层玻璃套管并拉制成二次细棒； (4)将二次细棒插入另一包层玻璃套管，拉制成直径160?400μ m的光纤，其中纤芯直径4?10 μ m。3.如权利要求2所述的用于产生超宽带中红外超连续谱的光纤的制备方法，其特征是: 步骤(2)中将包层玻璃套管内壁抛光。4.如权利要求2所述的用于产生超宽带中红外超连续谱的光纤的制备方法，其特征是: 所述的纤芯玻璃棒和包层玻璃棒采用真空熔融-淬冷法制备。
【专利摘要】本发明公开了一种用于产生超宽带中红外超连续谱的光纤及其制备方法，由纤芯和包层构成，其中，光纤直径160～400μm，纤芯直径4～10μm；纤芯材料为硒化物玻璃，其化学组成式为GexAsySe(1-x-y)，x＝0.1～0.15，y＝0.2～0.3；包层材料为硫化物玻璃，其化学组成式为GemAsnS(1-m-n)，m＝0.1～0.15，n＝0.15～0.25。本发明光纤的数值孔径≥1.3，光纤的零色散波长在3.2～4.0μm之间，非线性系数>50/W/km，传输光谱范围覆盖2～10μm，可作为高性能非线性介质用于产生超宽带中红外超连续谱。
【IPC分类】C03B37/025, H01S3/067, C03B37/012, G02B6/02
【公开号】CN104898198
【申请号】CN201510095328
【发明人】杨志勇, 张斌, 翟诚诚, 祁思胜, 郭威, 杨安平, 任和, 王雨伟, 唐定远
【申请人】江苏师范大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年3月3日
最新回复(0)