《基於非線性光纖布拉格光柵的寬頻慢光快取器》是依託西安交通大學，由陳濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於非線性光纖布拉格光柵的寬頻慢光快取器
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳濤
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
基於慢光技術的光快取器是目前實現全光路由的關鍵，它需要滿足寬頻寬、寬可調諧延遲的要求。傳統的超短脈衝慢光技術在利用介質色散產生慢光的同時，往往會引起脈衝的展寬，大大限制了光快取器件的套用頻寬。本項目針對目前超短脈衝慢光快取技術存在的頻寬窄、脈衝展寬等問題，提出基於非線性光纖布拉格光柵的慢光效應和時間孤子效應，實現延遲可調的寬頻慢光快取器；研究飛秒雷射相位掩模技術在具有高光學非線性的光纖中刻寫光柵結構的關鍵技術，以及非線性光纖布拉格光柵中的慢光效應和光孤子形成動力學過程；通過最佳化布拉格光柵的周期結構調控光子帶隙帶邊結構，以增大器件的頻寬；選擇具有高非線性的碲酸鹽等玻璃光纖製備布拉格光柵，降低超短脈衝在光纖中形成光孤子的閾值，補償慢光系統的色散以保證器件頻寬；展示低閾值、寬頻寬、延遲可調的布拉格光柵慢光快取器，頻寬優於1GHz，閾值低於0.5kW，脈衝延遲調諧量超過2ns。
結題摘要
寬頻寬、寬可調諧延遲的慢光快取器是實現全光路由的關鍵。慢光技術利用介質的色散產生慢光，從而引起脈衝的展寬，限制了光快取期間的套用頻寬。本項目提出利用光學非線性FBG的帶邊產生慢光，同時基於非線性效應產生光孤子，形成無色散的慢光。本項目核心為利用飛秒雷射微納加工技術在高非線性光纖中製備寬頻寬FBG。研究的主要進展和成果有：探索了飛秒雷射製備FBG的關鍵技術，利用飛秒雷射碲酸鹽、摻鐿、微納光纖等特種光纖中製備了高反射率FBG；提出採用間歇曝光提高基於飛秒雷射微納加工技術製備FBG的新方法，採用間歇曝光和減小應力的方法製備了反射率92%以上的FBG，進一步採用掃描加工的方法獲得了反射率99%以上的FBG，頻寬1nm（124.8GHz）；採用飛秒雷射預製備梯度折射率結構輔助聚焦的方法製備了II型FBG，降低了II型FBG的形成功率閾值；提出了基於階梯鏡的單脈衝時間分辨測量技術；研究了飛秒雷射製備FBG的頻寬特性，發現FBG頻寬隨著光柵長度增加而減小，隨折射率調製度增加而增大；研究了FBG的慢光特性，發現FBG的可調諧延遲範圍隨著光柵長度增加和調製度的增加而增加，慢光頻寬隨著光柵長度的增加而減小，隨折射率調製度的增加而增大，為FBG慢光快取提供了參考。利用飛秒雷射在摻鐿光纖中製備了反射率99.9%以上的FBG，頻寬為1.2nm (149.8GHz)研究了BG的非線性回響特性，在摻鐿光纖中實現了0.22nm的光子帶隙偏移，反射率調製度在10dB以上。達到了預期目標。 受本項目資助，基於以上研究結果，共發表在Opt. Express、Appl. Surf. Sci. 等本領域著名國際SCI檢索期刊15篇，EI檢索期刊發表論文2篇，申請發明專利1項，培養研究生3名，其中博士2名，碩士1名，另有在讀研究生4名正參與本項目。
