Theoretical Studies on the Microsphere Resonator Coupled by Biconical Tapered Fiber and the Fabrication System Heating by CO2 Laser

本论文研究利用CO2激光作为热源加工制备熔锥光纤耦合型光学球微谐振腔器件。搭建球微腔及其耦合用熔锥光纤的一体化制备装置，完成了微米量级的球微腔的制备。理论上，讨论了熔锥光纤耦合型光学球微谐振腔器件对于熔锥锥腰直径和球微腔直径的要求。对熔锥光纤和微球之间的耦合性质进行研究。文章首先对近年来球微腔特性的研究状况和球微腔耦合器的近期发展作了简要回顾。从通信波段应用的角度出发，选择了现今比较成熟的熔锥光纤耦合型球微腔光器件作为研究对象。在对几种球微腔和熔锥光纤的制备方法进行比较后，选择了CO2激光作为热源进行加工制备。通过对球微腔的光场特性和熔锥光纤的传输特性各自独立的分析，给出球腔直径和熔锥光纤锥腰...In this paper, we had studied the CO2 laser fabrication of microsphere resonators coupled by biconical tapered fibers. The integrated fabrication system of melt-drawn biconical tapered fibers and microsphere resonators using a CO2 laser as its heat source has been developed. Silica micospheres and glass microspheres doped by Nd+3 had been made using this fabrication system. The sizes of the micros...学位：理学博士院系专业：物理与机电工程学院物理学系_凝聚态物理学号：B20022400

CO_2激光熔拉锥过程光功率控制研究

基于CO2熔拉锥技术,对熔拉锥设备的控制方法进行了改进。利用柱体Mie散射公式计算光纤在加工过程中的光能利用率,结合Grellier的热传导模型,确定了加工过程中激光功率增长与光纤拉伸距离之间的对应关系。利用计算结果,采用分段直线递增的方法对激光功率进行控制,简化了仪器控制的难度。实验得到锥腰直径2~3μm左右的熔锥光纤,锥腰和过渡区的形状和尺寸都得到了很好的控制

微球喇曼激光器的性能研究

由光学球微腔与光纤耦而构成的喇曼激光器大大降低了阈值泵浦功率,明显提高了总体效率.本文对微球喇曼激光器的性能进行了详细的理论模拟研究,从泵浦信号和喇曼信号的速率方程出发,推导出微球喇曼激光器的阈值公式,讨论和分析了微球喇曼激光器的球微腔与熔锥光纤的耦合特性及耦合对激光器阈值的影响,并提出了提高该激光器耦合效率的有效方案

熔锥光纤与球微腔耦合系统的理论模拟

利用H. J. Shaw提出的单模光纤定向耦合器的分析方法并结合微球腔的特性,对熔锥光纤与球微腔系统的耦合特性进行了理论分析和数值模拟。研究表明,由于原本简并的球腔模式受腔体偏心率的影响而解除,系统吸收峰间距减小,Q值( 106 ~107 )比将腔体视为理想球时提高了三个数量级。这与已报道的实验结果相吻合

Computer Control of Melt-Drawn Fiber Taper System Using CO_2 Laser

针对现有熔融拉锥法(FBT)的缺陷,提出了一种CO2激光熔融拉锥系统。系统主要由CO2激光器、振镜和自动平移台三部分组成,通过计算机对其进行联合控制。试验结果表明利用该系统可精确控制熔锥光纤的形状,从而提高熔锥型器件的精度。A new melt-drawn fiber taper system using CO2 laser is developed to improve traditional fused biconical taper(FBT) technology.This system include CO2 laser,scanning mirror and two motorized stages,and these are all controlled by computer.The results show that this system can control the shape of fiber tapers accurately.So the precision of the fused-fiber devices is improved accordingly.国家自然科学基金(No.60277026);; 福建省自然科学基金(A0310004