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基于硫系双芯光子晶体光纤的偏振分束器
作者: irglass 时间: 2021-12-03 浏览:313 次

       近日,我室硕士研究生张徐生(第一作者)和刘自军副研究员(通讯作者)在OPTICS EXPRESS 期刊上发表了题为“Characteristics and preparation of a polarization beam splitter based on a chalcogenide dual-core photonic crystal fiber”的论文(Optics Express, ISSN: 1094-4087, 2021, 29:39601-39610, IF=3.894)。

       偏振分束器可以将入射光分成两个正交偏振光,是集成光子学的重要组成部分。其中基于光纤结构的偏振分束器因其高集成度和低成本优势而受到广泛关注。但是以传统光纤为载体设计的偏振分束器往往因为其较长的长度,而难以满足现代通信系统中集成和高容量的要求。光子晶体光纤(PCF)由沿轴向分布的周期性孔组成,其特性可以通过改变孔的参数来调节。PCF的柔性结构使其具有高非线性度,无尽的单模传输,可控的模场面积,高双折射等优点,因此可以用作偏振分束器的优良载体。此研究设计了一种基于硫系Ge10As22Se68玻璃的双芯PCF,提出的“豌豆孔”有效避免了引入椭圆孔而导致的制备难题。与氧化物玻璃不同的是,硫系玻璃由于独特的自身特性(如较大的热膨胀系数和较低的玻璃转变温度等),其PCF难以用寻常的堆积法制备。在这项工作中使用数控精密钻孔法(CNC drilling method)成功制备了PCF预制棒。配合精密充气装置拉制出的光纤结构完整、孔位精准、尺寸均匀,符合设计指标。测试的最大消光比达到-32.76 dB。数值结果表明,所设计优化后的偏振分束器的最短工作长度为636μm。此外,基于实际结构的建模分析表明,理论值与实测值一致。

 

图1 设计的光纤截面图和模场分布图

 

图2  (a)归一化功率和传输长度的关系 (b)消光比和传播长度的关系