无截止单模保偏光子晶体光纤,能够在极宽的波长范围内仅支持基模,而从不传导高阶模,允许高功率、低噪声单频激光器进行稳定的单模传输。这在诸如原子捕获和激光冷却等精密应用中特别有价值,在这些应用中,保持初始线性偏振至关重要。
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紫外范围内
由于其波长较短,工作在紫外线(UV)光谱区域的单模光纤具有极小的芯径,即使在较低的发射功率下,也会导致光功率密度显著升高。与紫外线辐射相关的高光子能量会诱导色心形成[5],这被称为紫外线光致暗化,它会导致传输光的显著衰减,常常使光纤无法使用。根据波长的不同,在熔融石英光纤中,即使功率仅为微瓦级别,也可能发生光致暗化。通过在压力下向石英光纤中充入分子氢,然后进行固化,即通过暴露于紫外线辐射诱导稳定的化学变化[6],可以实现抗光致暗化。
在这个光谱范围内,有一种单一的解决方案有利于有效处理多种原子和离子种类:
l PCF - PM - 10与充氢和固化相结合
实际上,这种芯径为10um的光纤能够引导低波长光,同时降低芯内的功率密度。
可见光范围内
400nm至500nm
PCF - PM - 5:模场直径在4um左右,损耗 < 40dB/km
PCF - PM - 10:模场直径在8um左右,损耗 < 25dB/km
500nm-750nm
PCF - PM - 5:模场直径在4um左右,损耗小于20dB/km
PCF - PM - 10:模场直径在8um左右,损耗小于15dB/km
PCF - PM - 15:模场直径在12um左右,损耗小于30dB/km
红外波段
单频激光器目前在红外光谱(IR)范围内提供最高的输出功率。目前有四类光纤可用于支持此类光源,包括PCF - PM - 20光纤。这种光纤是根据ALPHA NOV规格开发的,其纤芯直径为20um,专门设计用于支持具有高光束质量和保偏功能的单频运行:
PCF - PM - 5:模场直径在4um范围内,在1064纳米处损耗<7dB/km
PCF - PM - 10:模场直径在8um范围内,在1064纳米处损耗<5dB/km
PCF - PM - 15:模场直径在12um范围内,在1064纳米处损耗<10dB/km
PCF - PM - 20:模场直径在17um范围内,在1064纳米处损耗<30dB/km
为了帮助选择合适的光纤,下面的图表展示了不同类别光纤的估计阈值功率,该功率是光纤长度和波长的函数。我们将布里渊阈值功率定义为背向散射功率达到输入泵浦功率 1% 时的输入功率
光纤密封方法:端盖法与塌缩法
密封光纤端面可防止灰尘、湿气及其他污染物进入,这些污染物可能会通过改变折射率分布或引发散射损耗,对光学性能产生不利影响。
密封光子晶体光纤(PCF)端面的一种常用方法是将一块玻璃熔接在光纤尖端,这种技术称为端盖法。端盖的厚度通常小于 100 微米,但也可以制作长达 1 毫米的端盖,以降低端面上的光通量,从而实现高光学功率的传输(见下图)。
另一种方法是对光纤进行局部加热,使 PCF 中的气孔塌缩(见下图)。热量使二氧化硅软化,由于表面张力,周围的气孔会塌缩。必须仔细监测这个塌缩区域,以防止纤芯过度变形,并确保最佳的光学性能。通常,塌缩区域的厚度不超过 50 甚至 100 微米。与端盖法相比,这种技术的主要优点是无需熔接,这大大减少了光反馈。
连接头选择:
FC/PC,FC/APC
SMA(SMA-2,SMA-6,SMA-AF)
铠甲保护

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