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新型高稳定掺铒光子晶体光纤光源
成果概况
成果年份: 2015 成果类别: 应用技术 课题来源: 自选课题
起止时间: 2006.01 至2015.07 研究形式: 独立研究 所处阶段: 成熟应用阶段
成果属性: 原始性创新 体现形式: 新技术      
成果简介
     掺铒光纤光源集高稳定、高功率,高效率、宽带宽、高的空间相干性、无辐射偏振、结构紧凑和使用寿命长等优点于一身,可应用于光纤传感、光纤陀螺、通讯波分复用系统及密集波分复用系统、光谱测量方面、低相干光学成像等领域。尤其是高精度光纤传感用光源的理想候选者,是实现精密级光纤传感器最有发展潜力的光源。但是当前高精度光纤传感光源还存在温度敏感、环境适应性差等问题。所以,在进行光纤光源性能攻关的同时,还需要解决这些关键问题所造成光源输出不稳定。因此,探索这些问题的解决途径是特别重要和迫切的。 新型高稳定掺铒光子晶体光纤光源主要应用于高精度光纤传感。光源主要基于掺铒光子晶体光纤中铒离子受激的放大的自发辐射原理,产生宽谱的超荧光,同时结合多参数匹配、光谱整形、功率控制及相应软硬补偿等关键技术,成功研制了高稳定、低功耗及小型化的新型超荧光光纤光源。该研究的综合成果表现在以下几个方面: (1)首次设计了针对于超荧光光源的掺铒光子晶体光纤,牵引研制了国内首根掺铒光子晶体光纤,使国内光纤研制单位具备了拉制掺铒光子晶体光纤的工艺,为相关功能器件的研究奠定了基础。 (2)首次提出基于掺铒光子晶体光纤的超荧光光纤光源,对掺铒光子晶体光纤光源的理论进行了深入研究,建立了掺铒光子晶体光纤光源的物理模型,并开展了相应的光源性能的仿真研究,自主设计了该光纤光源模拟软件,为实验和工程化研究奠定了理论基础,为光源的优化设计提供了理论指导依据。 (3)突破了温变环境对传统光源性能的限制,实现了高性能、高稳定光子晶体光纤光源。该新型高稳定掺铒光子晶体光纤光源的主要技术性能指标为:在-40℃-70℃变温环境:平均波长稳定性优于50 ppm,输出功率稳定性优于1%,输出功率大于6 mW和光谱带宽大于6 nm;室温下,启动稳定时间小于1分钟,平均波长稳定性小于2.5 ppm和输出功率稳定性小于0.03%。另外,除我们课题组以外,在国内外尚未有该新型光纤光源的相关研究报导。该研究成果具有原创性,同时与国内外传统光源性能指标相比,已具有明显优势,特别是该光源的环境适应性和稳定性方面的性能。 项目组经过多年的努力,在掺铒光子晶体光纤的设计及研制、基于该新型光纤的超荧光光源研制方面取得了丰硕的成果,形成了许多关键支撑技术。同时该光源源自于项目组自主研发并主要用于高精度光纤传感器,在此基础上延伸研制出极高稳定光纤光源和高稳定光纤光源两种产品形态。极高稳定性光源主要面向高精尖产品,适用于精密级光纤传感系统。高稳定性光源主要面向普通端客户,适用于光纤器件测试、中低精度光纤传感系统。不同型号掺铒光子晶体光纤光源产品,具有输出功率高、光谱宽、温度稳定性高、时间相干性低、外界电磁环境影响小、整个系统全光纤化,体积小、重量轻,具有很好的实用性。由于光纤传感技术在今后二十年将走向实用化快速发展的阶段,光纤传感器将取代其他类型传统传感器一半以上的市场,而光源作为光纤传感器中最重要的一部分,亦将会有广阔的应用市场前景,因此该光源具有非常巨大的市场潜力。 总之,该新型光源的研制具有独创性,技术上实现了重要突破,对于高精度光纤传感器的发展具有深远的影响和促进作用。目前我们正在致力于推广该新型光源的使用,主要应用于高精度光传感器方面。又由于近年光传感的快速发展,各行各业对其需求逐步增大,所以未来的市场和经济效率非常可观。
应用前景
主要应用行业: 制造业 知识产权形式: 专利
应用状态: 小批量或小范围应用 拟转化方式:
单位概况
完成单位: 深圳大学
单位地址: 广东省深圳市南山区南海大道3688号
单位电话: 0755-26536114 单位网址: http://www.szu.edu.cn      
联系方式
联系人: 吴旭 联系人电话: 15889503543 联系人Email: xwu@szu.edu.cn