Ultra-low transmission loss (7.7 dB/km at 750 nm) inhibited-coupling guiding hollow-core photonic crystal fibers with a single ring of tubular lattice cladding
光子带隙（PBG）引导空芯光子晶体光纤（HC-PCF）的出现激发了引导具有低于常规阶跃折射率光纤的基本二氧化硅瑞利散射极限（SRSL）的衰减的光的希望。不幸的是，强的芯-包层光学重叠、二氧化硅包层支柱处的表面粗糙度和界面模式的存在的组合将1550 nm处的最低报告传输损耗限制为1.2 dB/km。这种希望最近通过在抑制耦合（IC）引导HC-PCF中引入内摆线核心轮廓（即负曲率）以及将它们的限制损失减少到使它们成为UV-VIS-NIR光谱范围中低于SRSL的光透射率的严重竞争者的水平而恢复。在这里，我们报告几个IC引导HC-PCF与内摆线核心轮廓和包层结构制成的一个单一的环从管状晶格。这些光纤在UV-VIS和NIR中进行引导，其中我们列出了一种在~750 nm处具有7.7 dB/km的创纪录传输损耗（仅比SRSL高出~2倍）的光纤，以及第二种具有从600到1200 nm的10-20 dB/km范围内的超宽基本频带的光纤。两种光纤都呈现出近单模引导和非常低的弯曲损耗灵敏度。结果表明，对于大于~1 μm的波长，透射极限由限制损耗决定，对于较短的波长，透射极限由表面粗糙度决定，因此表明，随着表面粗糙度的降低，可见光中远低于SRSL的透射损耗是可能的，这将开启第一个紫外低损耗光导的可能性。
2016-10-05 physics.optics
3D-printed Terahertz Photonic Bandgap Waveguide-based Fluidic Sensor
研究了一种工作在THz波段的基于布拉格波导的谐振式流体传感器。采用熔融沉积建模3D打印技术来制造传感器，其中液体分析物在集成到波导包层中的微流体通道中流动。分析物的折射率相关的谐振缺陷状态支持的流体通道的探测通过跟踪所产生的吸收下降和波导传输光谱上的芯引导模式的相位变化。所提出的流体传感器可以在应用化学和生物传感中打开新的机会，因为它提供了一种用于监测流动液体中的折射率变化的非接触式测量技术。
2019-06-16 physics.optics
Watt-level ultrafast 1.75 μm laser system based on thulium-doped core and terbium-doped cladding fluoride fibers
FiberLabs Inc.（光纤实验室有限公司）
本文提出一种基于铥掺杂核心和铽掺杂包层氟化物光纤的瓦级超快1.75微米激光系统，利用受激拉曼散射生成种子脉冲，通过多级放大器放大孤子，最终获得217 fs压缩脉冲，输出250 nJ单脉冲能量，平均功率1 W。
2026-03-16 physics.optics
Mode areas and field energy distribution in honeycomb photonic bandgap fibers
研究了包层为蜂窝状空气孔结构、纤芯为空气孔的石英基光子带隙光纤的场能量分布和有效模面积。我们提出了一个通用的有效面积的定义，适合手头的问题，并比较结果的光子带隙光纤的折射率引导微结构光纤。虽然蜂窝光子带隙光纤中的大部分场能被发现驻留在二氧化硅中，但相当大的一部分（高达~30%）可以位于气孔中。这种特性可能表明这种光纤对于传感器应用特别感兴趣，特别是那些基于非线性效应或与玻璃中其他结构（例如布拉格光栅）相互作用的应用。
2003-07-16 physics.optics
Ultra-large bandwidth hollow-core guiding in all-silica Bragg fibers with nano-supports
我们展示了一类新的空芯布拉格光纤，它是由同心圆柱形的二氧化硅环分离的纳米级的支持桥梁。我们从理论上预测和实验上观察到空芯约束在倍频程的频率范围。这种新型布拉格光纤的带隙波导带宽超过了文献中报道的其他空芯光纤。由于只有三个环的二氧化硅包层，这些布拉格光纤实现了1 dB/m量级的传播损耗。
2004-07-20 physics.optics
Enhanced sensitivity of silicon-photonics-based ultrasound detection via BCB coating
经由硅波导的超声检测依赖于声波调制导模的有效折射率的能力。然而，硅和二氧化硅的低光弹性响应限制了传统绝缘体上硅（SOI）传感器的灵敏度，其中硅芯被二氧化硅包层包围。在本文中，我们证明，硅波导超声的灵敏度可能会显着提高，取代二氧化硅上包层与bisbenzocyclobutene（BCB）-一种透明的聚合物具有高光弹系数。在我们的实验研究中，对超声波的响应，在有效折射率的诱导调制方面，实现了BCB涂覆的硅波导与TM偏振与以前报道的聚合物波导的值相当，并且比光纤实现的响应高一个数量级。此外，在我们的研究中，当使用BCB外包层时，TE和TM模式的传感器对表面声波和混响的敏感性降低。
2019-01-13 physics.app-ph physics.optics
All-fiber laser pump reflector based on a fs-written VBG
报道了利用400 nm飞秒脉冲和相位掩模刻写技术在增益光纤的纯石英内包层中刻写啁啾体布拉格光栅。这种光纤组件的有用性被证明作为包层泵浦的全光纤激光器中的泵浦反射器。对于在高度多模的125微米光纤的包层中引导的剩余泵浦功率，实现了53%的反射率，允许光纤激光器腔中的显著泵浦再循环，从而优化了整体激光器性能。作为概念证明，在工作于1.6微米附近的25 W掺铒光纤激光器的输出处添加该泵浦反射器将其斜率效率根据发射的泵浦功率从17%增加到23%，具有将最佳增益光纤长度减少25%的有益效果。这种新的光纤激光器元件将对高功率包层泵浦光纤激光器系统的效率和成本产生重大影响。
2019-08-29 physics.optics
The design optimization and experimental investigation of the 4420 nm Raman laser based on hydrogen-filled revolver silica fiber
空芯旋转光纤的光学特性的数值研究取决于各种参数：空芯直径，毛细管壁厚度，毛细管之间的最小间隙的值，在包层中的毛细管的数量和玻璃的类型（二氧化硅和硫属化物）。初步的，类似的计算是空心光纤的简单模型。在此基础上，确定了用于拉曼激光频率转换（1560 nm ~ 4420 nm）的旋转光纤的最佳设计方案。实现了基于充氢旋转石英光纤的高效纳秒脉冲4420 nm拉曼激光器。量子效率高达36%，输出平均功率高达250 mW。
2018-02-16 physics.optics
Paving the way for third harmonic generation in hollow-core photonic bandgap fibers
我们提出了两种新颖的混合光子结构的二氧化硅，具有两个良好分离的频率带隙。在精确的位置和尺寸中添加间隙空气孔允许这些带隙在空气线${ck_z/w=1}$处以它们的中心频率之间的比率${\sim3}$打开，从而满足空芯光纤中三次谐波产生的基本指导条件。此外，这些设计可以用作两个良好分离的波长（诸如可见光和近红外）的高功率激光递送。
2014-07-14 physics.optics
Nested-capillary anti-resonant silica fiber with mid-infrared transmission and low bending sensitivity at 4000 nm
报道了一种石英玻璃套式毛细管反共振无节点光纤，它在4000 nm左右的中红外波段具有较低的弯曲灵敏度和透射率。该光纤的特征在于在1700-4200 nm波长上的传输，揭示了中红外3500-4200 nm的传输窗口，对于12 m长的光纤可以清楚地观察到。在4000 nm附近的弯曲损耗为0.5 dB/m，在半径为40 mm的3个完整匝上测量，对于半径为15 mm的完整匝高达5 dB/m。我们的研究结果提供了实验证据的中空石英光纤中，嵌套，反共振毛细管提供高的抗弯曲性在中红外。这是获得了一个大的核心直径超过60微米的光纤相对于约30微米的毛细管在包层中，这促使其应用在气体光纤激光器或基于光纤的中红外光谱的COx或NxO分析物。
2019-09-03 physics.optics
Hydrogen-free low-temperature silica for next generation integrated photonics
提出一种基于SiCl4和O2的ICPCVD低温沉积无氢SiO2包覆层方法，解决了新型光子学平台低温工艺限制与去除氢杂质之间的矛盾，实现覆盖全电信波段且与高温退火薄膜相当的低波导损耗。
2024-04-26 physics.app-ph physics.optics
Low-loss silicon core fibre platform for broadband nonlinear photonics in the mid-infrared
宽带中红外线光源对于跨越自由空间通信到光谱学的广泛应用是高度期望的。近年来，由于硅的低损耗（线性和非线性）和高稳定性，硅作为该区域的非线性光波长转换的平台引起了极大的兴趣。然而，该领域的大多数研究都利用了由绝缘体上硅平台制造的小芯波导，其遭受二氧化硅包层的高吸收损耗，限制了其产生超过3 $μ$ m的光的能力。在这里，我们设计并展示了一个紧凑的硅芯，二氧化硅包层波导平台，在整个硅透明窗口具有低损耗。波导由硅芯光纤制成，该硅芯光纤已被锥形化以设计模式特性，以确保芯中的有效非线性传播，同时中红外线与包层的相互作用最小。这些波导表现出光纤平台的许多优点，例如高耦合效率和功率处理能力，允许产生具有高亮度和跨越几乎两个倍频程（1.6 - 5.3 $μ$ m）的相干性的中红外超连续光谱。
2019-03-18 physics.optics
Microstructured air-silica fibres: Recent developments in modelling, manufacturing and experiment
介绍和讨论了微结构空气-石英光纤（MOFs）的主要建模方法。然后，详细研究了MOFs的特殊传输特性。在我们的实验室制造的纤维或文献中报道的特性进行了分析。大量的潜在的和演示的应用程序，并讨论了所获得的性能。重点介绍了空芯光子带隙光纤及其应用.
2010-03-26 physics.optics
0.82 um 105 W diode-pumped thulium-doped all silica fiber laser
本文报道一种 0.82 μm 二极管包层泵浦全石英掺铥光纤激光器，实现百瓦 CW 与高峰值 QCW 输出、宽波长调谐及良好光束质量。
2025-05-14 physics.optics
Band flipping and bandgap closing in a photonic crystal ring and its applications
本文发现光子晶体环中带隙随调制幅度增大并非单调变化，而是经历闭合与再打开且能带翻转，并在氮化硅微环中实验验证，该现象可用于单频激光及自注入锁定方案。
2023-11-11 physics.optics
Supercritical-Xenon-Filled Hollow-Core Photonic Bandgap Fiber as a Raman-Free, Dispersion-Controllable Nonlinear Optical Medium
我们提出了超临界氙在空芯光子带隙光纤作为一种高度非线性介质，并证明了200 nm的控制光纤的指导窗口的氙通过其超临界相变。氙的大光学极化率和单原子性质被预测为允许大的光学非线性，在与熔融石英相同的数量级上，同时保持大大降低的拉曼散射，为非线性和量子光学提供益处。
2013-06-19 physics.optics
Single-polarization Hybrid Hollow-core Anti-resonant Fiber Designs at 2 $μ$m
在这封信中，据我们所知，一种新型的空芯抗谐振光纤（HC-ARF）的设计，使用混合二氧化硅/硫族化物包层，单偏振，高双折射，并在2 $μ$ m波长的无限单模操作。我们发现，在包层中的硫属化物层的列入允许强烈的抑制$x$ -极化，同时保持低的传播损耗和单模传播的$y$ -极化。优化的HC-ARF设计包括低传输损耗、高双折射和偏振消光比（PER）或损耗比分别为0.02 dB/m、1.2 $\times$ 10 $^{-4}$、>550的组合，而$x$偏振损耗>20 dB/m。所提出的光纤还可以盘绕成小的弯曲半径，同时保持$\approx$ 0.01- 0.1 dB/m的低弯曲损耗，并且可以潜在地用作基于不同间隙间隔和弯曲条件的偏振滤波器。
2023-03-16 physics.optics
Applying tiling and pattern theory in the design of hollow-core photonic crystal fibers for multi-wavelength beam guidance
我们展示了如何应用平铺和图案理论设计空芯光子晶体光纤，并在多个带隙中引导光。通过在单个[$3^6$; $3^2$]中组合两种不同的玻璃顶点。$4.3.4$] 2-均匀平铺，支持具有基波、二次和三次谐波波长的传输区域。这种包层设计也可能是用于Er/Yb、Nd：YAG和Ti：Sapphire激光源的高功率光束传输的优秀候选者。
2019-10-23 physics.optics
Low-loss criterion and effective area considerations for photonic crystal fibers
本文研究了三角形空气孔包层的无限长单模全硅光子晶体光纤。我们考虑纵向非均匀性的敏感性和实现低损耗大模面积光子晶体光纤的后果和限制。我们还讨论了主要的散射机制和实验，我们证实，宏观和微观弯曲可以是限制因素。
2003-02-21 physics.optics
Highly Sensitive Dual-Core Photonic Metal Fiber
本研究提出一种填充甲苯和乙醇的全固态包层双芯金属光纤（DC-MF）用于温度传感，数值仿真表明其在0至70 C和-80至0 C范围内平均灵敏度分别达-11.64和-7.41 nm/C，且对静水压力不敏感。
2023-08-02 physics.app-ph physics.optics
Reverse energy flows: the physical mechanism underling dramatic reduction of loss in hollow-core fibers
本研究揭示了空芯光纤中毛细管形状通过控制径向能量回流影响光限制与泄漏的物理机制，结合奇异光学与能流分析，为实现低损耗光纤设计提供了新途径。
2025-09-13 physics.optics
Towards Ultra-Large Bandwidth and a New Class of Specialty Optical Fibers
我们提出了一个方案，以提高有效的光子带宽利用带隙重叠的同阶或不同的顺序，通过明智地选择非周期性的几何形状是空间维。为了实现这一方案，我们设计了一种特殊的光纤混合啁啾包层。我们设计的光纤提供了~ 3微米的超宽光子带宽。该结构的较低色散行为在~ 2.7微米处具有零色散的特征。所提出的两种材料的全固态光纤的几何形状是基于热兼容的硫族化物玻璃，GeAsSe和AsSe分别作为低和高指数。通过这些特种光纤，证明了在某些条件下具有较小失真的短脉冲的有效传输和特定脉冲的增强频率展宽。
2017-04-19 physics.optics
Terahertz Waveguiding in Silicon-Core Fibers
我们建议使用硅芯光纤太赫兹（THz）波导的应用。基于具有硅芯和二氧化硅包层的圆柱形波导进行了时域差分模拟。高电阻率硅在0.1 - 3 THz范围内具有平坦的色散，使其适用于可调谐窄带CW THz和可能的宽带皮秒脉冲THz辐射的传播。模拟结果给出了传输动力学和积分光强，并从中提取了横模分布和吸收长度。发现对于140 - 250微米的芯直径，模式主要限于芯，使得总吸收率仅略小于块状多晶硅。
2013-05-02 physics.optics
Coupling Mode of Dual-Core Micro Structured Fibers
光子晶体光纤（PCF）或空气-石英微结构光纤由周期性排列的介质横截面组成。通过在这种结构中引入缺陷，可以通过光子带隙效应来引导光，其性质与通过在常规光纤中发生的全内反射进行的引导根本不同。双核PCF具有巨大的潜力，这是导致我们在本文中探讨这一主题的主要动机之一。为了研究串扰问题，还需要分析芯间耦合。他们的知识是重要的，因为这是一个初步的工作，以研究和理解多芯光子晶体光纤或在微结构包层的波导阵列。然后，它提出了在线性条件下的各种模式之间的拍频的影响的主要结果。
2015-04-08 physics.optics
Preparation and Properties of Er-Doped ZrO2 Nanocrystalline Phase-Separated Preforms of Optical Fibers by MCVD Process
采用MCVD和溶液掺杂技术制备了掺Er的ZrO 2基纳米晶分相石英光学预制棒。制造的预制芯是几乎透明的，并包含相分离的稀土掺杂纳米晶体颗粒，其直径主要在20至80 nm的范围内。在预制芯中的铒和铝的浓度分别为约0.3和14摩尔%，已经实现了在芯-包层界面上没有缺陷。在800-1600 nm范围内的光谱损失和铒离子的荧光光谱在1550 nm左右的光纤上从预制件上测量的报告。
2011-11-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
High contrast all-optical spectrally distributed switching of femtosecond pulses in soft glass dual-core optical fiber
在高折射率对比度的双芯光纤中，利用270 fs，1030 nm的脉冲驱动，实现了中心波长为1560 nm的77 fs脉冲的全光开关。该光纤由一对热匹配的硅酸铅和硼硅酸盐玻璃制成，分别用作纤芯和包层材料。该方法基于双纤芯非对称性的非线性平衡，通过控制脉冲强度引起的快光纤信道群速度降低来实现开关。由于纤芯由高非线性的软玻璃制成，在仅几纳焦耳能量的控制脉冲的应用下，获得了超过20 dB的高开关对比度。光纤长度的优化在14 mm处带来最佳结果，这与信号波长处的计算耦合长度良好对应。与基于双芯光纤中孤子脉冲自开关的类似研究相比，该研究取得了重大进展，具有很高的应用潜力。
2021-01-28 physics.optics
ASE suppression in Er3+ doped dual-core triangular lattice Photonic Crystal Fibers (PCFs) for communication wavelength
本文研究了硅基三角晶格光子晶体光纤在窄带和宽带色散补偿中的应用。通过在光子晶体光纤的包层中引入两种不同直径的空气孔，实现了双纤芯结构。利用基于多极模式的求解器详细研究了单个结构参数对高负色散（窄带和宽带）的依赖性。数值研究显示出在1550 nm波长附近具有-37，300 ps/nm/km的非常大的负色散的窄带。本研究还报告了在200 nm波长（1400 nm至1600 nm）范围内从-800 ps/nm/km至-2600 ps/nm/km变化的宽带色散值，以及接近300 nm的kappa值，这与标准单模光纤很好地匹配。利用功率在耦合波长之后从内芯传输到外芯的原理，我们研究了ASE抑制放大器的可能设计，其中耦合波长之后的波长不能被放大，因为大部分功率隧穿到不存在掺杂离子的外芯。
2014-12-17 physics.optics
Photonic-Crystal Microresonator Frequency Combs in the O-band
National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）
研究探索基于五氧化二钽的光子晶体微谐振器在O波段产生频率梳，通过特定设计实现200GHz模式间距的高效孤子梳形成，能在单一器件内从窄带调至宽带梳状状态，输出低噪声，为相关应用提供了波长灵活、低噪声的微梳生成方法。
2026-07-14 physics.optics
Mode-Selective Photonic Lanterns with Double-Clad Fibers
本文提出使用双包层光纤设计制作模式选择光子灯笼，通过定制拉制光纤实现对称性破缺以激发高阶模，在保持单模兼容性的同时实现了高模态隔离与低损耗，并提升了组件的坚固性。
2024-10-30 physics.optics
Ultrawide dynamic bandwidth modulation of an antiresonant nanoweb hollow-core fiber
Institute of Physics Gleb Wataghin, University of Campinas (UNICAMP)（坎皮纳斯大学格莱布·瓦塔金物理研究所）
研究首次实验展示了通过声学调制的抗共振纳米网空芯光纤，分析了核心直径、包层壁厚和纳米网厚度对约束损耗、有效折射率和模beat长度的影响，实现了宽带调制和高调制深度。
2026-03-13 physics.optics
Realization of a Dirac-vortex topological photonic crystal fiber
本研究首次利用标准堆叠拉制工艺实验实现了Dirac-vortex拓扑光子晶体光纤，并观察到其在全通信窗口（1260-1675nm）内的单偏振单模传输特性，推进了光纤研究前沿。
2025-03-06 physics.optics
Hollow-core fibers with reduced surface roughness and ultralow loss in the short-wavelength range
虽然光纤在红外线、可见光和紫外线范围内显示出优异的性能，但它们仍然很难解决。在所有的纤维光学中，获得更好的短波长范围的纤维受到散射过程的限制。在空芯光纤中，散射损耗由纤芯粗糙度引起，并且代表了与光纤包层限制功率无关的降低其损耗的限制因素。为了获得在短波长下工作的光纤，最重要的是开发使光纤微结构边界上的高度变化最小化的方法。在这里，我们报告的空芯光纤的核心表面粗糙度的减少，通过修改他们的制造技术。在本文提出的新工艺中，在制造期间在纤维孔内施加反向气体通量以在其微结构上获得增加的剪切速率。通过光学轮廓术量化了该工艺对表面粗糙度的影响，结果表明，均方根表面粗糙度已从0.40 nm降低到0.15 nm。纤芯表面质量的改善需要短波长范围内具有超低损耗的光纤。我们报告的光纤记录损耗值低至50 dB/km在290 nm，9.7 dB/km在369 nm，5.0 dB/km在480 nm，和1.8 dB/km在719 nm。结果表明，这种新方法是开发短波长空芯光纤的一条有前途的道路，其损耗可能比硅芯光纤低几个数量级。
2022-07-22 physics.optics
Design of Angular-offset Interstitial-Tube- Assisted Hollow-Core Fibers with Ultrahigh Mode Purity and Ultralow Loss
Guangdong Provincial Key Laboratory of Optical Fibre Sensing and Communication, Institute of Photonics Technology, Jinan University（广东光纤传感与通信重点实验室，光子技术研究所，暨南大学）；College of Physics & Optoelectronic Engineering, Jinan University（暨南大学物理与光电工程学院）；Department of Fundamental Network Technology, China Mobile Research Institute（中国移动研究院基础网络技术部）；Linfiber Technology (Nantong) Co., Ltd.（林菲科技（南通）有限公司）
本文提出通过介质地管的角偏移实现高模式纯度和超低损耗的空心核心光纤设计，利用间隙区域控制高阶模，优化模式纯度并保持基础模损耗低于0.05 dB/km。
2026-03-14 physics.optics
Low Spontaneous Brillouin Scattering in Anti-Resonant Hollow-Core Fibers in GHz Frequency Range
本研究比较了反谐振空芯光纤与传统实芯光纤在 GHz 频率 Brillouin 光散射实验中的性能，发现空芯光纤的自发散射信号强度低数个数量级，是低噪声光子实验的最佳单模光传输方案之一。
2025-05-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
