第36卷，第7期 2016年7月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 36,No.7:pp2011-2016
July,2016
飞秒泵浦不同锥长微结构光纤超连续谱的产生
刘志宏1.2."，王伟1.2.3，杨建菊1."，韩颖"3*，周桂耀".3，齐跃峰"3，侯蓝田,3
1，燕山大学信息科学与工程学院，河北素皇岛066004
2.南京信息工程大学，江苏省气象探测与信息处理重点实验室，江苏南京210044 3，河北省特种光纤与光纤传感重点实验室，河北秦皇岛066004
摘要对飞秒脉冲泵浦下，不同锥长及锥腰直径的微结构光纤的超连续谱产生进行了实验研究。采用“快速低温拉锥方法”，在保持d/A不变的情况下，对实验室自制的空气孔间距A=6.53m，归一化孔径d/A 0.79的微结构光纤进行了拉锥，分别得到6，8，10mm等不同锥长微结构光纤。理论计算表明，随若锥长变长，锥腰直径变小，锥腰处零色散波长向短波移动：未拉锥及6，8和10mm锥微结构光纤锥腰处零色散波长分别为1129，885，806和637nm。利用中心波长为810nm，重复频率76MHz，脉宽120fs的钛蓝宝石飞秒激光器对拉锥后微结构光纤进行了实验研究：锥长为6mm时，泵浦光中心波长位于整根光纤的正常色散区，锥腰的零色散点附近，内脉冲拉变散射和级联四波混频是光谱初始展宽的主要因系。泰浦功率达到 450mW时，在可见波段390~461nm及红外波段1134~1512nm形成一5dB的平坦宽带连续光谱。泵铺功率达到500mW时，出现366～2450nm覆盖紫外、可见、近红外、中红外的超连续谱，其光谱红蓝移边缘已经接近实验用微结构光纤的传输带宽。锥长为8mm、泵浦功率为450mW时，在群速度匹配和群加速度失配的共同影响下，连续谱蓝移边缘达到366nm，比6mm锥时蓝移9nm；锥长为10mm时，由于锥腰处零色散点移动到可见光区域，可见区光谱仍能满足相位匹配条件。通过级联四波混频效应，在可见区域实现了频率上转换及光谱蓝移。集浦光功率达到500mW时，在382~412nm得到谱宽仅为30nm，转换效率达到27.7%的频率上转换。
微结构光纤；超连续谱；快速低温拉锥方法；级联四波混频；内拉曼散射；上转换
关键词
中图分类号：TN252
引言
文献标识码：A
D0I : 10. 3964/i- issn. 1000-0593 (2016 )07-2011-06
光纤（microstructurefiber，MF）具有无截止单模传输、可控的色散、可设计的非线性及高双折射等特性；飞秒激光脉冲具有峰值功率高、脉冲宽度极短、频谱覆盖范围广的特点
超连续谱（supercontinuumgeneration，SCG）是自相位调制(self-phase modulation，SPM）、交叉相位调制（cross-phase modulation，XPM）、受激拉曼散射（stimulatedRaman scat tering，SRS)、孤子自频移（soliton self-frequency shift，SS-FS）、四波混频（fourwave-mixing，FWM）、非孤子辐射(nonsolitonradiation，NSR）等各种非线性效应及其他光学特性的综合作用结果，平坦宽带高亮度SCG有着十分广泛的应用，诸如光学频率计"，飞秒激光脉冲稳定，光学相干成像2}，超短脉冲压缩，高精度天文光谱仪3]等。Alfano等4] 报道了SCG的产生，Liu等在光纤中发现了SCG。微结构
收稿日期：2015-05-30，修订日期：2015-09-10
二者特性相结合，可以产生很宽的SCC[3-5]，对MF拉锥，可以改变其鱼散特性并增大光纤非线性系数，已经被证实是一种很有效的促使SCG蓝色边缘移向深蓝甚至是紫外、红色边缘红移至近红外基至是中红外并且可以提高SCG平坦度的方式[6.8,.1011]
本文对实验室自制的MF进行了拉锥，采用多极法计算了拉锥前后MF的色散特性，对不同锥长MF产生的SCG进行了实验研究，分析了泵浦波长分别位于MF锥腰的零色散点附近正常色散区，零色散点附近反常色散区和双零色散点中心位置的反常色散区时SCG的产生随泰浦功率增加时的
基金项目：国家自然科学基金项目（61205084，61405173，61275093，61307110，61405172），河北省自然科学基金项目（F2014203194），江苏
省气象探测与信息处理重点实验室开效课题(KDXS1107，KDXS1108)资助
作者简介：刘志宏，1990年生，燕山大学信息科学与工程学院光电子系硕士研究生
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