非线性光纤及应用该光纤的超短脉冲产生装置

摘要

本发明公开了一种非线性光纤及应用该光纤的超短脉冲产生装置，涉及特种光纤及其应用领域，非线性光纤包括外包层、内包层和光纤芯区，所述内包层设置在外包层内，内包层内的中空部分构成光纤芯区，光纤芯区内部填充有非线性气体，所述非线性气体为惰性气体，所述光纤芯区两端各设置有一个用于密封的封装窗口。超短脉冲产生装置，包括顺次相连的皮秒脉冲源、聚焦子系统、光纤和色散补偿子系统，光纤为所述非线性光纤。本发明能够提升光纤的抗损伤阈值，以增大入射光信号的最大单位面积光功率密度，提高光学非线性作用的效率与耦合效率，用工艺复杂程度低而价格相对低廉的光纤获得同样或更为优越的性能。

主权项

一种非线性光纤，包括外包层(1)、内包层(2)和光纤芯区(3)，所述内包层(2)设置在外包层(1)内，内包层(2)内的中空部分构成光纤芯区(3)，其特征在于：所述光纤芯区(3)内部填充有非线性气体，所述非线性气体为惰性气体，所述光纤芯区(3)两端各设置有一个用于密封的封装窗口(4)，光纤芯区(3)的封装过程如下：垂直切割光纤芯区(3)的两个端面，其中任意一端可作为输入端，将紫外胶均匀粘在封装窗口(4)的外表面上，接着用紫外光照射固化，再将一端封装有封装窗口(4)的光纤芯区(3)擦拭干净，并放入真空度高于10‑5Pa的真空手套箱，在真空手套箱内充入惰性气体后，按照封装窗口(4)输入端的粘合与固化过程，完成封装窗口(4)输出端的粘合与固化；在真空手套箱内光纤芯区(3)两端的封装窗口(4)与垂直端面结合处，采用液体状超高真空胶，从外部再密封一次；所述非线性光纤的长度L＜＜非线性光纤中的群速色散长度LD、且L≈非线性长度LNL，非线性光纤中的群速色散长度LD＝To2/|β2|，其中，T0为脉冲的半高全宽，β2为充有非线性气体的空芯光纤的群速度色散；非线性长度LNL＝1/(γPo)，Po为输入光脉冲的峰值功率，γ为非线性系数，且γ＝n2ω0/cAeff，其中，ω0为激光的中心频率，c为真空中的光速，n为介质折射率，Aeff为有效模场面积；脉冲在所述非线性光纤中一直以强的单位面积光功率密度发生非线性作用，非线性光纤中的自相位调制展宽脉冲频谱。