空心氣體光纖激光器.ppt

新型空芯氣體光纖激光器 姓名 李鈺星 目錄 Content 蝴蝶翅膀的奧秘 山上桃花紅似火 雙雙蝴蝶又飛來 荊南竹枝詞 詠梁祝 留連戲蝶時時舞 自在嬌鶯恰恰啼 江畔獨步尋花 蝴蝶夢中家萬里 杜鵑枝上月三更 春夕詠懷 莊生曉夢迷蝴蝶 望帝春心托杜鵑 錦瑟 蝴蝶翅膀的奧秘 覓夢絹蝶 皇蛾陰陽蝶 海倫娜閃蝶 為何蝴蝶翅膀會有繽紛的色彩 蝴蝶翅膀的奧秘 蝴蝶鱗片示意圖 瑕疵 只提及物理色忽略化學(xué)色 蝴蝶翅膀的奧秘 成千上萬的鱗片系統(tǒng)地 周期性地密排 構(gòu)成了生物光子晶體 對光的反射 投射等進(jìn)行調(diào)控 Content 光子晶體光纖 PCF 空心光子晶體光纖 實心光子晶體光纖 1 據(jù)芯層狀況分為空心和實心光子晶體 2 包層具有周期性介質(zhì)結(jié)構(gòu) 因此橫截面上有較復(fù)雜的折射率分布 通常含有不同排列形式的氣孔 這些氣孔的尺度與光波波長大致在同一量級 光波被限制在低折射率的光纖芯區(qū)傳播 3 光子晶體光纖有很多奇特的性質(zhì) 例如 包層區(qū)氣孔的排列方式能夠極大地影響模式性質(zhì) 空心光子晶體光纖 HC PCF 空心光子晶體光纖 1 空心光子晶體光纖通過獨特的光子帶隙 PhotonicBandGap 實現(xiàn)導(dǎo)光 而非傳統(tǒng)的全反射導(dǎo)光機(jī)制 2 所謂的光子帶隙是指某一頻率范圍的波不能在相應(yīng)周期性介質(zhì)結(jié)構(gòu)中傳播 即這種結(jié)構(gòu)本身存在 禁帶 位于帶隙內(nèi)的光子將不允許通過晶體 3 具有易耦合 無菲涅爾反射 低非線性和特殊波導(dǎo)色散等特點 而且光束在空心中傳輸 因此空心光纖具有極低的傳輸損耗 這將減少甚至消除在光網(wǎng)絡(luò)里使用放大器 Content 空心氣體光纖激光器 A 光纖特性 光纖橫截面的掃描電子顯微鏡圖像 空心直徑范圍為42 4 48 3um 模式波長為1 52um 傳導(dǎo)良好 為泵浦波長 模式波長為3 12um 傳導(dǎo)較弱 為中紅外波長 2 5 25um 空心氣體光纖激光器 A 光纖特性 測量 計算的光纖損耗光譜與計算的群速度 不同波長對應(yīng)的光纖損耗 在短于1 75um波長使用寬譜光源和光譜分析儀 可見光纖損耗在1 5um附近為0 5dB m 同時保證平穩(wěn)光輸出和脈沖能量 在輸出端使用光學(xué)參量振蕩器 OPO 和PbSe材料光電探測器 獲得輸出激光的損耗 在3 16um附近的損耗數(shù)據(jù)為20dB m 空心氣體光纖激光器 A 光纖特性 測量 計算的光纖損耗光譜與計算的群速度 計算光纖損耗 由包層的有限尺寸和光纖的傳導(dǎo)機(jī)制等因素引起 通過JCMwave軟件獲得數(shù)據(jù) 由圖可見 計算值與測量值相一致 這為將來光纖的數(shù)值定制和優(yōu)化提供了可能性 空心氣體光纖激光器 B 激光器結(jié)構(gòu) 光學(xué)參量振蕩器 真空系統(tǒng) 空心光子晶體光纖 內(nèi)填充低氣壓乙炔氣體 濾波器 探測器 光纖一段被懸空固定在真空裝置中 空心氣體光纖激光器 B 激光器結(jié)構(gòu) 光學(xué)參量振蕩器 真空系統(tǒng) 濾波器 探測器 產(chǎn)生波長約為1 5um 持續(xù)時間為5ns的光脈沖 泵浦光經(jīng)耦合銀鏡 進(jìn)入真空裝置和空心光纖 引起粒子數(shù)反轉(zhuǎn) 產(chǎn)生激光 空心光子晶體光纖 內(nèi)填充低氣壓乙炔氣體 空心氣體光纖激光器 B 激光器結(jié)構(gòu) 遠(yuǎn)場模式剖面圖 Content 關(guān)于優(yōu)劣勢分析 關(guān)于優(yōu)劣勢分析 Content Content 光子晶體激光器諧振器原理設(shè)計 Content 光子晶體激光器諧振器原理設(shè)計 FBG 光纖布拉格光柵 Content 紅外光譜對樣品的適用性相當(dāng)廣泛 固態(tài) 液態(tài)或氣態(tài)樣品都能應(yīng)用 無機(jī) 有機(jī) 高分子化合物都可檢測 此外 紅外光譜還具有測試迅速 操作方便 重復(fù)性好 靈敏度高 儀器結(jié)構(gòu)簡單等特點 因此 它已成為現(xiàn)代檢測分析最常用和不可缺少的工具 紅外光譜在化學(xué) 物理 天文 氣象 遙感 生物 醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用 廣闊的發(fā)展前景 廣闊的發(fā)展前景 可以幫助科學(xué)家測量與遙遠(yuǎn)的目標(biāo)之間的距離 確定在大氣中存在的某些氣體和從太空中發(fā)送回