Doped and structured silica optical fibres for fibre laser sources
本文研究在光纤纤芯中对Er3+和Yb3+离子进行微纳结构化，突破传统共掺光纤仅能实现1550 nm单波长发射的限制，演示了1042 nm与1550 nm双波长可控激光输出，为多波长有源光纤制造提供新途径。
2025-01-03 physics.optics
Microstructured Optical Waveguide-Based Endoscopic Probe Coated with Silica Submicron Particles
微结构光波导（MOW）在化学和生物传感领域具有重要的应用价值。由于引导光模式与一个或多个纤维毛细管的分析物填充物之间的高度重叠，这样的系统能够提供关于填充材料的折射率和厚度的变化的强灵敏度。在这里，我们介绍了一种新型的功能化的MOW，其毛细管被涂覆的逐层（LBL）的方法，使交替沉积的二氧化硅颗粒（SiO2）在不同的直径- 300 nm，420 nm和900 nm -和层的聚（二烯丙基二甲基氯化铵）（PDDA）。我们展示了三个覆盖双层组成的300 nm的二氧化硅颗粒。测量和分析了镀膜引起的MOW透射光谱的变化。所提出的MOW功能化技术允许人们达到新的传感能力，包括有效传感区域的增加和为长分子（如蛋白质）的附着提供方便的支架。
2019-05-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.ins-det
Side-polished Silica-Fluoride Multimode Fibre Pump Combiner for Mid-IR Fibre Lasers and Amplifiers
本研究提出一种无熔接侧面抛光石英-氟化物多模光纤泵浦合束器，解决了石英与氟化物光纤热性能差异的制造局限，实现了超80%耦合效率并成功应用于Er掺杂中红外光纤激光器。
2024-05-13 physics.optics
Er doped oxide nanoparticles in silica based optical fibres
掺铒材料由于在1.54？M.掺铒光纤放大器（EDFA）是在石英玻璃中开发的，因为这种玻璃在这个波长下的损耗很低，而且很可靠。新型稀土掺杂光纤放大器的发展旨在控制其光谱特性，包括增益曲线的形状和宽度以及光量子效率。标准的二氧化硅玻璃改性剂，如铝，在当前的EDFA中产生非常好的性能。然而，对于更剧烈的光谱变化，需要对稀土离子局部环境进行更重要的修改。为了解决这一目标，我们提出了一种纤维制造路线，创造稀土掺杂氧化钙？硅石还是氧化钙嵌在二氧化硅玻璃中的磷二氧化硅纳米颗粒。通过添加低浓度的碱土元素如钙，可以获得具有不混溶间隙的玻璃，使得在适当的热处理下发生相分离。我们研究了两种元素的作用：钙和磷（标准二氧化硅改性剂）。扫描电子显微镜显示，纳米粒子只观察到钙时，纳入。在预制件样品中，颗粒的尺寸被确定为约50 nm。这些颗粒的性质取决于磷含量：没有P，电子衍射显示颗粒是无定形的，而当添加磷时，它们是部分结晶的。此外，通过使用能量色散X射线技术，我们已经表明，铒离子位于纳米粒子。
2009-11-06 physics.optics
Thulium environment in a silica doped optical fibre
掺铥光纤放大器（TDFA）被开发用于在所谓的S波段（1460-1530 nm）中扩展光通信波分复用（WDM）带宽。在1.47 lm处的辐射跃迁（3 H4-> 3F 4）与非辐射多声子去激发（3 H4-> 3 H5）竞争。感兴趣的跃迁的量子效率则受到材料的声子能量（Ep）的高度影响。出于可靠性的原因，优选氧化物玻璃，但其具有高声子能量。在石英玻璃的情况下，Ep约为1100 cm-1，量子效率低至2%。为了改善它，必须降低钍环境中的声子能量。为此，我们添加了铝，并探索了三种不同的核心成分：纯二氧化硅和用锗或磷稍微改性的二氧化硅。通过荧光衰减曲线研究了铝的作用，根据连续函数衰减分析拟合。从这一分析中，由于铝的钍局部环境的修改是有证据的。
2008-08-28 physics.optics
Chromium-doped silica optical fibres : influence of the core composition on the Cr oxidation states and crystal field
我们用改进的化学气相沉积法制备了掺铬的硅基预制件和光纤，并研究了掺杂区的化学组成对样品的铬氧化态和光谱性质的影响。最初作为Cr 3+引入的铬在制造过程中部分或全部氧化，并且在预制件和纤维的芯中作为八面体配位的Cr 3+和/或作为扭曲四面体配位（Cs）的Cr 4+稳定。二氧化硅中的小浓度（~1-2摩尔%）共掺杂剂，例如锗或铝，足以促进特定的氧化态。特别地，1摩尔%的铝将所有存在的铬稳定为Cr 4+。导出了Cr ~（3+）和Cr ~（4+）的配位场参数Dq、B和Dq/B。结果表明，样品中的铬离子处于中低配位场，Dq和Dq/B随铝含量的增加而减小。Cr 3+的吸收截面与玻璃和晶体中报道的相似，而Cr 4+的吸收值低于参考激光材料。
2013-03-15 physics.optics
Improvement of the Tm3+:3H4 level lifetime in silica optical fibres by lowering the local phonon energy
研究了玻璃网络改性剂对石英基掺杂光纤中Tm ~（3+）~ 3 H ~ 4能级近红外荧光量子效率的影响。核心成分的改变影响了Tm 3+离子的光谱性质。向芯玻璃中添加17.4摩尔%的AlO 3/2导致3 H4能级寿命增加至50 $μ$ s，比纯石英玻璃高3.6倍。量子效率从2%提高到约8%。相反，在芯玻璃中8mol%的PO 5/2使寿命下降到9 $μ$ s。Tm 3+的光学性质的这些变化被分配到本地声子能量的变化，他们提交的改性剂位于附近的掺杂位点。使用一个简单的微观模型来计算非辐射去激发率，可以对最大可实现的量子效率进行一些定性预测。
2010-02-28 physics.optics
Spectroscopic signature of phosphate crystallization in Erbium-doped optical fibre preforms
在稀土掺杂石英光纤中，放大离子的均匀分布及其部分光谱特性通常通过添加选定的元素（例如磷或铝）作为结构改性剂来改善。在掺铒光纤中，磷离子优先与铒离子配位，形成规则的笼状结构，但文献中所描述的晶体结构从未给出特殊的光谱特征。本文报道了掺磷透明石英光纤预制棒中Er ~（3+）的发射和激发光谱。在室温和低温下观察到的线特征归因于ErPO 4微晶。
2011-03-15 physics.optics
Visible and near infra-red up-conversion in Tm3+/Yb3+ co-doped silica fibres under 980 nm excitation
报道了Tm 3 +/Yb 3+共掺石英光纤在980 nm激发下的光谱特性。在可见光到近红外区域观察到三个明显的上转换荧光带。在475和650 nm处的蓝色和红色荧光带分别被发现来自Tm 3+的1G 4能级。建立了三步上转换过程作为这些荧光带的填充机制。发现在800 nm处的荧光带源自Tm 3+中的两种可能的跃迁;一种是从3 H4到3 H6的跃迁，发现其在低泵浦功率下占主导地位;另一种是从1G 4到3 H6的跃迁，其在较高泵浦功率下占主导地位。研究了Tm ~（3+）的~ 3 H ~ 4和~ 3F ~ 4能级以及Yb ~（3+）的~ 2F ~（5/2）能级的荧光寿命随Yb ~（3+）浓度的变化规律，没有观察到Tm ~（3+）向Yb ~（3+）的能量转移。
2008-09-01 physics.optics
Efficient Photon Coupling from a Diamond Nitrogen Vacancy Centre by Integration with Silica Fibre
量子信息科学的中心目标是有效地将光子与单个光学模式接口，用于量子网络和分布式量子计算。在这里，我们介绍并实验证明了一种紧凑而有效的方法，用于固态量子位，金刚石中的氮空位（NV）中心与单模光纤的低损耗耦合。在这种方法中，单模锥形金刚石波导包含一个高品质的NV存储器被选择和集成在锥形石英光纤。绝热耦合器的数值优化表明，近单位效率的光子传输是可能的两个模式之间。实验上，我们发现总体收集效率在18- 40%之间，并观察到原始单光子计数率高于700 kHz。这种集成系统能够实现单模光纤与固体中的单光子发射器和量子存储器的鲁棒、无干扰和有效的接口。
2015-02-27 physics.optics quant-ph
Measuring Blackbody Noise in Silica Optical Fibres for Quantum and Classical Communication
本文通过单光子雪崩探测和锁相检测测量了室温附近二氧化硅单模光纤中的黑体辐射噪声，发现约0.1光子/s/THz的加性噪声，并指出其构成量子与经典光纤通信的基本限制。
2024-10-02 physics.optics quant-ph
Water Optical Nonlinearity: Explaining Anomalously Large Electro-Optic Coefficients in Poled Silica Fibres
本文对大的反常电光（e.o.）Fujiwara在1994年报告的效果。它是基于大的e.o.近年来测量的界面有序水系数。介绍了水基光子学的概念，表明物质的液态可以允许以以前没有考虑过的方式随时成形和利用许多过程。
2017-11-06 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Multidimensional Fluorescence Imaging and Super-resolution Exploiting Ultrafast Laser and Supercontinuum Technology
这篇论文集中在多维荧光成像工具的发展，特别强调荧光寿命成像（FLIM）显微镜应用于生物研究。本论文的重点是基于微结构光纤中超连续谱产生的可调谐超连续谱激发源的研制和应用以及能够实现衍射极限以外荧光寿命成像的受激发射耗尽（STED）显微镜的研制。FLIM的生物学研究的效用说明了在肌肉纤维中的肌节的分子结构和在免疫突触的信号的实验研究的例子。应用微结构光纤提供可调谐超连续谱激发源的FLIM显微镜的范围，包括宽场，Nipkow盘共焦和超谱线扫描FLIM显微镜。超连续谱产生的第一个超分辨FLIM显微镜的应用。这种新型显微镜利用了STED的概念，飞秒锁模钛：蓝宝石激光器通过泵浦微结构光纤产生超连续谱并直接提供（较长波长）STED光束来提供可调谐激发光束。该STED显微镜在商业扫描共聚焦显微镜中实现，以提供与标准生物成像的兼容性，并利用使用空间光调制器（SLM）的数字全息术来提供用于成形STED光束轮廓的适当相位操纵并补偿像差。根据SLM的设置，STED显微镜能够在横向和轴向平面上记录超分辨率图像。
2017-08-10 physics.bio-ph physics.ins-det physics.optics
Nonlinear photonic crystal fibres: pushing the zero-dispersion toward the visible
光子晶体光纤中的强波导色散为零色散波长$λ_0$远低于二氧化硅材料色散设定的~1.3微米的极限的非线性光学提供了独特的机会。通过调整空气孔直径d、间距λ和空气孔环的数量N，强波导色散原则上可以用于将λ_0很好地扩展到可见光中，尽管在某种程度上以多模操作为代价。我们详细地研究了零色散波长、截止波长λ c和泄漏损耗在由d、λ和N构成的参数空间中的相互作用。作为特定的结果，我们确定d（~500 nm）和λ（~700 nm）的值，其促进最短可能的零色散波长（~700 nm），同时光纤对于较长波长仍然是单模的。
2006-08-14 physics.optics
Air-structured optical fibre drawn from a 3D-printed preform
从3D打印的结构化预制件拉制结构化光纤。使用由改性丁二烯聚合物制成的长丝制造包含围绕芯的单个孔环的预成型件。更广泛地说，能够处理软玻璃，二氧化硅和其他材料的3D打印机可能会在不久的将来上线。光学预制件的3D打印标志着光纤制造的新里程碑。
2016-08-31 physics.ins-det physics.optics
Designing the Mode solving of the photonic crystal fiber via BPM and Exploring the Single-Mode Properties
微结构光纤（MOFs）是近年来光纤光学领域最令人兴奋的发展之一。MOF通常由沿着围绕固体二氧化硅或在某些情况下空气的中心芯的二氧化硅纤维的长度延伸的空气孔的六边形布置组成。MOFs可以表现出许多独特的特性，包括在可见光波长处的零色散和低或高的有效非线性[3]-[17]，通过改变孔的大小及其数量和位置，还可以设计具有仔细控制的色散和模态特性的MOFs。在本文中，我们分析和建模的光子晶体光纤（PCF）的行为，在第一步中使用的传播子方法的基础上的BPM方法。利用BPM软件对光子晶体光纤基模的电场分布进行了模拟。我们还用它来观察有效折射率的变化;有效折射率模型证实了这种光纤可以在任何波长下都是单模的。对光子晶体光纤进行了研究，并对数值模拟方法进行了研究，模拟了光在这种光纤中的传播特性。在此之后，我们使用V参数，因为它提供了一种简单的方法来设计光子晶体光纤（PCF），通过基于最近的公式的PCF的这个参数，我们提供了基于数值的经验表达式，这个量只依赖于两个结构参数，空气孔直径和孔到孔的中心间距。
2012-05-29 cs.OH physics.optics
