飛秒激光燒蝕石英光纖和直寫光纖光柵的研究.pdf

1、近年來，利用飛秒激光具有超衍射極限、“冷”加工等優(yōu)勢在玻璃、晶體中制作微光學器件取得長足發(fā)展，而用飛秒激光直寫光纖光柵方法具有無掩模、設計靈活、無需載氫、結構穩(wěn)定等諸多優(yōu)勢。本文在系統(tǒng)研究飛秒激光燒蝕光纖材料閾值、形貌基礎上，研究了飛秒激光在光子晶體光纖中直寫光纖端面光柵，以及在單模光纖纖芯中寫入長周期光纖光柵的方法，并測試分析了光纖光柵的光學特性。主要研究內容如下： ⑴總結分析了飛秒激光燒蝕透明材料的物理機理，重點介紹了石英材

2、料燒蝕理論，并對飛秒激光直寫長周期光纖光柵(LPFG) 諧振波長與光柵周期之間的關系進行了理論分析。 ⑵實驗研究了飛秒激光燒蝕石英光纖材料的損傷閾值，得出了單脈沖情況下光纖材料的燒蝕面積和飛秒激光能量密度呈線性關系的結論，并發(fā)現(xiàn)了多脈沖燒蝕累積效應。用場發(fā)射掃描電鏡(SEM)對燒蝕形貌進行了分析，為優(yōu)化飛秒激光直寫參數(shù)、制作光纖光柵提供了實驗依據(jù)。 ⑶利用飛秒激光在大模場光子晶體光纖纖芯端面寫入了d=2mm的光柵結構，用