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抗光子暗化、深紫外传能空芯光纤研究获进展

作者:时间:2018-05-31来源:中国科学院收藏

  2018年5月,国际激光行业杂志LaserFocusWorld 报道了中国科学院上海光学精密机械研究所在抗光子暗化、深紫外传能空芯研究中取得的突破性进展。上海光机所高功率激光单元技术实验室研发的反谐振型空芯石英,在218nm波段实现了0.1dB/m的低损传输,较传统熔融石英损耗降低了近一个数量级。在传输脉冲宽度17ns、脉冲能量0.47μJ、重频30kHz的266nm调Q激光的过程中,空芯光纤在1小时内无光子暗化现象出现,远远超越折射率型石英光纤表现。该研究成果发表于Opt. Express 26, 10879 (2018)。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201805/380819.htm

  以石英光纤为代表的传统折射率导光型实心光纤,在光纤通信、光纤传感和光纤激光器等领域已取得了巨大成功,各类光纤产品已成为国防、工业和基础研究中不可或缺的工具。近年来,随着新材料的发展和引入,折射率型光纤的低损传输窗口不断拓展,业已覆盖从可见光至中红外波段。然而在紫外和深紫外波长上,受限于玻璃材料的本征吸收、多光子吸收,折射率型光纤损耗急剧升高;而高能光子导致的光子暗化效应,则从根本上限制了传统光纤在紫外激光传输领域中的应用。随着紫外和深紫外固体激光器技术的不断成熟,紫外波段的大功率激光传输对于新型低损、抗光子暗化光纤的需求日益迫切。

  空芯光纤,即芯区无高折射率材料,主要填充为气体或真空。与折射率型实心光纤的全反射原理不同,空芯光纤通过引入复杂包层结构实现光在低折射率芯区的低损传播。反谐振型空芯光纤作为近年来出现的新型空芯光纤,具有传输窗口宽、传输损耗低、单模性好等优点。与折射率型光纤相比,空芯光纤光模场与光纤材料的覆盖率可降低至10-4-10-5,使得空芯光纤的抗激光损伤阈值、抗光子暗化、抗辐照性能急剧提升,同时光纤材料吸收、光纤非线性和光纤色散迅速降低,尤其适用于大功率激光传输和极端波长激光低损传输。抗光子暗化、深紫外传能空芯光纤研究获进展

  图:反谐振型空芯光纤及损耗测量结果[Opt. Express 26, 10879 (2018)]

  (来源:中国科学院上海光学精密机械研究所 作者:Jonathan Knight)



关键词: 光纤

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