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提出一种根据实验测量的损耗谱曲线,通过曲线拟合等方法获得空芯光纤中介质层薄膜材料色散性质的方法, 并使用此方法得到了数种空芯光纤中常用的介质层材料在可见光与近红外区域的色散柯西公式。将得到的介质层材料色散引入到空芯光纤传输损耗谱的理论计算中之后,相对于不考虑材料色散或者使用文献中提供的色散数据进行计算的结果,理论计算结果能更好地符合实验测量结果,从而能够在理论上更加准确地预估空芯光纤在可见光与近红外区域的低损耗窗口的位置。所获得的材料色散柯西公式对于空芯光纤的高性能化设计有重要的辅助作用。
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第
28
卷
第
11
期
光
学
学
报
Vol.28
,
No.11
2008
年
11
月
犃犆犜犃犗犘犜犐犆犃犛犐犖犐犆犃
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2008
文章编号:
02532239
(
2008
)
11206205
空芯光纤中介质层材料色散的研究
隋可融
朱晓松
汤晓黎
石艺尉
(复旦大学通信科学与工程系,上海
200433
)
摘要
提出一种根据实验测量的损耗谱曲线,通过曲 线拟合 等方法 获得 空芯光 纤中 介质层 薄膜 材料色 散性 质的方
法,并使用此方法得到了数种空芯光纤中常用的介质层材料在可见光与近红外区域的色散柯西公式。将得到的介质
层材料色散引入到空芯光纤传输损耗谱的理论计算中之后,相对于不考虑材料色散或者使用文献中提供的色散数据
进行计算的结果,理论计算结果能更好地符合实验测量 结果,从 而能够在理 论上更加准 确地预估空 芯光纤在可 见光
与近红外区域的低损耗窗口的位置
。所获得的材料色散柯西公式对于空芯光纤的高性能化设计有重要的辅助作用。
关键词
光纤光学;材料色散;曲线拟合;空芯光纤
中图分类号
TN252
文献标识码
A
犱狅犻
:
10.3788
/
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收稿日期:
20080116
;收到修改稿日期:
20080703
基金项目:国家自然科学基金(
60608013
)和浦江人才计划(
07
pj
14012
)资助课题。
作者简介:隋可融(
1985-
),男,硕士研究生,主要从事空芯光纤方面的研究。
Email
:
072021087
@
fudan.edu.cn
导师简介:石艺尉(
1963-
),男,教授,博士生导师,主要从事光波导等方面的研究。
Email
:
y
wshi
@
fudan.edu.cn
通信联系人:
Email
:
zhuxiaoson
g
@
fudan.edu.cn
1
引
言
空芯光纤是一种有发展应用前景的红外激光传
输光纤
[
1
~
3
]
,有红 外 传 输 损 耗 小、结 构 简 单、易 于 制
造、柔韧性好等 显 著的优点。 空芯光纤 根 据其内部
材料和结构的 不 同,可 以 分 为 泄 漏 型 和 全 反 射 型。
其中,使用较多的是单层介 质
-
金属膜结 构 泄漏型
空芯光纤
[
4
~
5
]
。这类光纤可以通过改变介质膜厚度
调节光纤低损耗窗 口对应的 波 长,并 且在中红 外 波
段 有 较 大 的 功 率 阈 值 以 及 平 坦 的 传 输 特 性
,在
2.94
μ
m
(
Er
:
YAG
激光)与
10.6
μ
m
(
CO
2
激光)波
长已初步实现实用化
[
6
,
7
]
。
随着 空芯光纤高 性能化研究 的深入,空芯光 纤
的多波长传输成为近年的研究热点之一。具有均匀
光滑介质薄膜的空 芯光纤存 在 多个低损 耗 窗口,适
当调整介质薄膜的 厚度,使需要传 输 的各个目 标 波
长均位于损耗谱曲 线的低损 耗 窗口中
,可 以实现多
波长的低损耗传输。然而由于空芯光纤中薄膜材料
色散的影响,采用固 定 折射率计 算 得到的空 芯 光纤
损耗谱曲线与实际测量结果存在一定的误差。特别
是在可见光至近红 外区域,材料折射 率 的变化幅 度
较中红外区域更大,对 空 芯光纤的 低 损耗窗口 的 位
置影响更为显著。而且不同的空芯光纤制造工艺下
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