摻雜PbS量子點(diǎn)的光子晶體光纖的實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間：2020-12-07 05:50
光子晶體光纖（Photonic crystal fiber,PCFs）由于具有普通單模光纖不具備的獨(dú)特的性質(zhì)（如無(wú)截止波長(zhǎng)的單模傳輸、良好的色散特性等）,近年來(lái)引起了人們的極大關(guān)注。半導(dǎo)體納米晶體量子點(diǎn)（Quantum dots,QDs）由于其量子產(chǎn)率高、吸收-輻射光峰值波長(zhǎng)以及工作波帶可調(diào)等特點(diǎn),近年來(lái)也被人廣泛研究。利用PCFs獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì),采用量子點(diǎn)灌裝方式,制備量子點(diǎn)摻雜的光子晶體光纖,研究其光學(xué)傳輸特性,從而為研制新型或性質(zhì)獨(dú)特的光纖器件提供依據(jù),這是一個(gè)之前沒(méi)有人開(kāi)展,同時(shí)又很有意義的課題。本文實(shí)驗(yàn)首次制備了導(dǎo)光波帶位于近紅外、PbS量子點(diǎn)摻雜的光子晶體光纖（QD-PCF）。對(duì)QD-PCF在近紅外14001650 nm的熒光傳輸損耗,光致熒光（PL）光譜問(wèn)題,帶隙等問(wèn)題進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)測(cè)量了QD-PCF對(duì)980 nm抽運(yùn)光和1550 nm信號(hào)光的吸收。在980 nm激光激勵(lì)下,測(cè)量了QD-PCF的PL光譜,確定了中心波長(zhǎng)1550 nm處PL光強(qiáng)最強(qiáng)時(shí)的量子點(diǎn)摻雜濃度和光纖長(zhǎng)度,發(fā)現(xiàn)其PL光強(qiáng)遠(yuǎn)大于普通單纖芯摻雜的量子點(diǎn)光纖（QDF）。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)QD...
【文章來(lái)源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】：57 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
TIR型光子晶體光纖示意圖
圖 1-1 TIR 型光子晶體光纖示意圖ig. 1-1. Diagram of TIR photonic crystal fiber纖端面示意圖如圖 1-2 所示。其包層結(jié)氣孔和硅介質(zhì)構(gòu)成的二維光子晶體結(jié)構(gòu)。由于纖芯是空氣，其折射率小于包層芯內(nèi)傳播，因此不能用 TIR 型光子晶體纖。這是因?yàn)�，�?gòu)成包層的二維光子晶從而形成光子禁帶，光波無(wú)法在此區(qū)域在這一區(qū)域造成了一處缺陷，不能在光。
圖 1-3 透射式量子點(diǎn)溫度傳感器光路結(jié)構(gòu)圖[29]ig. 1-3. Optical path structure of transmitting QD-doped temperature sensor子點(diǎn)光纖放大器量子點(diǎn)的生產(chǎn)過(guò)程中，可通過(guò)溫度，時(shí)間等因素控制量子點(diǎn)的粒收峰和輻射峰的波長(zhǎng)以及輻射譜的半峰全寬的目標(biāo)，因此摻量子纖放大器具有十分誘人的前景，它可以有目的的直接人工合成，自然界中極少存在，也不受限稀土離子的天然能級(jí)結(jié)構(gòu)缺陷，因大器（QDFA）對(duì)于未來(lái)的通信發(fā)展有可能會(huì)取代摻稀土離子光纖光纖放大器的主力。胡等[35]實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了一種以 PbSe 量子點(diǎn)作為增纖放大器，實(shí)驗(yàn)裝置如圖 1-2 所示，信號(hào)光通過(guò) ISO 后，和 980 n 中耦合，經(jīng)過(guò)圖 1-4 連接點(diǎn) A 進(jìn)入 QDF 中。QDF 為增益光纖， 產(chǎn)生受激輻射得到了放大，經(jīng)過(guò) B 點(diǎn)（圖 1-2）輸出信號(hào)光。QD為 1310 nm、1250~1370 nm 寬帶區(qū)實(shí)現(xiàn)了信號(hào)光的放大。實(shí)測(cè)表明增益、平坦帶寬以及噪聲等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于傳統(tǒng)的 EDFA。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]近紅外S-C-L超寬波帶低噪聲PbS量子點(diǎn)摻雜光纖放大器[J]. 程成,吳昌斌. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2018(10)
[2]室溫下表面極化效應(yīng)對(duì)量子點(diǎn)帶隙和吸收峰波長(zhǎng)的影響[J]. 程成,王國(guó)棟,程瀟羽. 物理學(xué)報(bào). 2017(13)
[3]基于CdSe/ZnS核殼量子點(diǎn)薄膜的熒光溫度傳感器[J]. 陳中師,王河林,隋成華,魏高堯,耿琰. 發(fā)光學(xué)報(bào). 2014(10)
[4]水相中CdSe與核／殼CdSe／CdS量子點(diǎn)的制備與發(fā)光特性研究[J]. 唐愛(ài)偉,滕楓,高銀浩,梁春軍,王永生. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2006(02)
[5]光子晶體光纖非線性光學(xué)研究新進(jìn)展[J]. 王清月,胡明列,柴路. 中國(guó)激光. 2006(01)
[6]空心光子晶體光纖[J]. 朱洪濤,樓祺洪,董景星,魏運(yùn)榮. 光學(xué)與光電技術(shù). 2004(05)
[7]超聲電化學(xué)制備PbSe納米枝晶[J]. 姜立萍,張劍榮,王駿,朱俊杰. 無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2002(11)
[8]等效介質(zhì)理論在光子晶體平面波展開(kāi)分析方法中的應(yīng)用[J]. 沈林放,何賽靈,吳良. 物理學(xué)報(bào). 2002(05)
博士論文
[1]光子晶體光纖特性研究與計(jì)算[D]. 閆海峰.北京郵電大學(xué) 2017
[2]基于新型光子晶體光纖諧振式陀螺技術(shù)研究[D]. 王振鵬.哈爾濱工程大學(xué) 2018
[3]鍺硅低維量子結(jié)構(gòu)制備研究[D]. 張磊.浙江大學(xué) 2011
碩士論文
[1]光子晶體光纖傳輸特性及其在光通信中的應(yīng)用研究[D]. 黃玉純.電子科技大學(xué) 2015
[2]光子帶隙型光子晶體光纖及其應(yīng)用的研究[D]. 戴娟.北京郵電大學(xué) 2009
本文編號(hào)：2902746
【文章來(lái)源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】：57 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
TIR型光子晶體光纖示意圖
圖 1-1 TIR 型光子晶體光纖示意圖ig. 1-1. Diagram of TIR photonic crystal fiber纖端面示意圖如圖 1-2 所示。其包層結(jié)氣孔和硅介質(zhì)構(gòu)成的二維光子晶體結(jié)構(gòu)。由于纖芯是空氣，其折射率小于包層芯內(nèi)傳播，因此不能用 TIR 型光子晶體纖。這是因?yàn)�，�?gòu)成包層的二維光子晶從而形成光子禁帶，光波無(wú)法在此區(qū)域在這一區(qū)域造成了一處缺陷，不能在光。
圖 1-3 透射式量子點(diǎn)溫度傳感器光路結(jié)構(gòu)圖[29]ig. 1-3. Optical path structure of transmitting QD-doped temperature sensor子點(diǎn)光纖放大器量子點(diǎn)的生產(chǎn)過(guò)程中，可通過(guò)溫度，時(shí)間等因素控制量子點(diǎn)的粒收峰和輻射峰的波長(zhǎng)以及輻射譜的半峰全寬的目標(biāo)，因此摻量子纖放大器具有十分誘人的前景，它可以有目的的直接人工合成，自然界中極少存在，也不受限稀土離子的天然能級(jí)結(jié)構(gòu)缺陷，因大器（QDFA）對(duì)于未來(lái)的通信發(fā)展有可能會(huì)取代摻稀土離子光纖光纖放大器的主力。胡等[35]實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了一種以 PbSe 量子點(diǎn)作為增纖放大器，實(shí)驗(yàn)裝置如圖 1-2 所示，信號(hào)光通過(guò) ISO 后，和 980 n 中耦合，經(jīng)過(guò)圖 1-4 連接點(diǎn) A 進(jìn)入 QDF 中。QDF 為增益光纖， 產(chǎn)生受激輻射得到了放大，經(jīng)過(guò) B 點(diǎn)（圖 1-2）輸出信號(hào)光。QD為 1310 nm、1250~1370 nm 寬帶區(qū)實(shí)現(xiàn)了信號(hào)光的放大。實(shí)測(cè)表明增益、平坦帶寬以及噪聲等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于傳統(tǒng)的 EDFA。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]近紅外S-C-L超寬波帶低噪聲PbS量子點(diǎn)摻雜光纖放大器[J]. 程成,吳昌斌. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2018(10)
[2]室溫下表面極化效應(yīng)對(duì)量子點(diǎn)帶隙和吸收峰波長(zhǎng)的影響[J]. 程成,王國(guó)棟,程瀟羽. 物理學(xué)報(bào). 2017(13)
[3]基于CdSe/ZnS核殼量子點(diǎn)薄膜的熒光溫度傳感器[J]. 陳中師,王河林,隋成華,魏高堯,耿琰. 發(fā)光學(xué)報(bào). 2014(10)
[4]水相中CdSe與核／殼CdSe／CdS量子點(diǎn)的制備與發(fā)光特性研究[J]. 唐愛(ài)偉,滕楓,高銀浩,梁春軍,王永生. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2006(02)
[5]光子晶體光纖非線性光學(xué)研究新進(jìn)展[J]. 王清月,胡明列,柴路. 中國(guó)激光. 2006(01)
[6]空心光子晶體光纖[J]. 朱洪濤,樓祺洪,董景星,魏運(yùn)榮. 光學(xué)與光電技術(shù). 2004(05)
[7]超聲電化學(xué)制備PbSe納米枝晶[J]. 姜立萍,張劍榮,王駿,朱俊杰. 無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2002(11)
[8]等效介質(zhì)理論在光子晶體平面波展開(kāi)分析方法中的應(yīng)用[J]. 沈林放,何賽靈,吳良. 物理學(xué)報(bào). 2002(05)
博士論文
[1]光子晶體光纖特性研究與計(jì)算[D]. 閆海峰.北京郵電大學(xué) 2017
[2]基于新型光子晶體光纖諧振式陀螺技術(shù)研究[D]. 王振鵬.哈爾濱工程大學(xué) 2018
[3]鍺硅低維量子結(jié)構(gòu)制備研究[D]. 張磊.浙江大學(xué) 2011
碩士論文
[1]光子晶體光纖傳輸特性及其在光通信中的應(yīng)用研究[D]. 黃玉純.電子科技大學(xué) 2015
[2]光子帶隙型光子晶體光纖及其應(yīng)用的研究[D]. 戴娟.北京郵電大學(xué) 2009
本文編號(hào)：2902746
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