大模场掺镱双包层光子晶体光纤内包层新型结构研究-论文.pdf

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1、第35卷第5期发光学报V01．35No．52014年5月CHINESEJOURNALOFLUMINESCENCEMay，2014文章编号：1000-7032(2014)05-0589-06大模场掺镱双包层光子晶体光纤内包层新型结构研究谭芳1’2，于凤霞¨，王玲玲1，王丽丽2，卢静娟1(1．长春理工大学材料工程学院，吉林长春130022；2．长春大学理学院，吉林长春130022)摘要：制备了掺镱多组分硅酸盐光子晶体光纤纤芯材料。其折射率为I．586，有效荧光半高宽为85．3nm，荧光寿命为1．30ms。分析了光纤结构参数对光子晶体光纤

2、的归一化频率(单模截止条件)、数值孔径、有效模面积、非线性效应和限制损耗等参数的影响。设计了以该材料为纤芯，内包层为八边形、五层空气孔的新型结构光子晶体光纤。用有限元法对该光子晶体光纤性能进行了数值模拟。结果表明．该光纤有效模场面积为I150txm2；当空气孔直径为21．6斗m、孔间距为60IJ,m时，内包层数值孔径达到0．45。关键词：纤芯材料；结构参数；有效模场；数值孔径中图分类号：TD324文献标识码：ADOI：10．3788／fgxb20143505．0589PreparationofYb3+DopedCoreMateria

3、landStudyonTheInnerCladStructureofLargeModeAreaDoubleCladPhotonicCrystalFiberTANFan91”，YUFeng—xia¨，WANGLing—lin91，WANGLi．--li，LUJing-juanl(1．School矿讹比如如ScienceandEngineering，ChangchunUniversityofScienceandTechnology，Changchun130022，China：2．CollegeofScience，ChangchunUni

4、versity，Changchun130022，China)}CorrespondingAuthor，E—mail：yufx2005@163．eomAbstract：Yb“dopedmuhicomponentsilicateusedasphotoniccrystalfibercorematerialwaspre—pared．Itsrefractiveindexis1．586，efficienthalfwidthofthefluorescentspectrumbandis85．3nm，andfluorescencelifetimeis

5、1．30ms．Theinfluencesofstructuralparameteronthenorillalizedfrequency(singlemodecutoffcondition)，numericalaperture，effectivemodearea，nonlineareffect，andlimitlossofthephotoniccrystalfiberwereinvestigated．UsingYb3+dopedsilicateasfi—bercorematerial，anoctagonalandfivelayerai

6、rholestructurebasedphotoniccrystalfiberwasde—signed．Theperformancesofthephotoniccrystalfiberweredigitallysimulatedusingthelimitedele．mentmethod．Thecalculatedresultsindicatethattheeffectivemodefieldareais1150LLm2andthenumericalapertureoftheinnercladis0．45whentheaperture

7、oftheairholeis21．6txmandthespacebetweentheairholesis60um．Keywords：fibercorematerial；structuralparameter；effectivemode；numericalaperture收稿日期：2014—0l—03；修订日期：2014—02—06基金项目：国家自然科学基金(51302019)；吉林省科技发展计划(09YJ03)资助项目发光学报第35卷率方面的研究主要集中在两方面：一是侧重稀土掺1引言杂的包层和纤芯材料的研究与制备。掺镱石英光自英国B

8、ath大学R．J．Russell等⋯首次提纤在光纤激光器和放大器等方面有大量的应用．包出光子晶体光纤(PCF)的概念以来，PCF的研究括材料加工、激光武器、生物化学和医学等领突飞猛进，其独特的设计方式、优异的性能赋予其域[5‘7]。二