- 必威体育下载

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

摘要

为了实现高纯度轨道角动量模式的传输和放大, 本文提出了并对其结构进行了设计. 利用有限元法在C波段内对该光子晶体光纤放大器的传输性能进行了系统分析, 研究结果表明, 该光子晶体光纤放大器可支持66种轨道角动量模式的高纯度传输和放大, 其传输的轨道角动量模式的纯度均高于99.4%. 通过对不同拓扑荷数的轨道角动量模式的布里渊增益谱进行系统的分析, 发现均具有较高的布里渊增益系数(> 7 × 10 ^–9m/W), 与现有的性能最优的OAM放大器相比提高了4—5个数量级, 实现了较高的信号增益. 该光子晶体光纤放大器的综合性能显著优于现有基于受激布里渊放大的光纤放大器和掺杂稀土离子的光纤放大器, 这使其能够稳定、准确地对OAM模式进行同步放大和长距离传输, 为轨道角动量模式激光系统的设计提供了一种可能.

关键词:

Abstract

A probe made of amino acids is arranged in a linear chain and joined together by peptide bonds between the carboxyl and amino groups of adjacent amino acid residues. The sequence of amino acids in a protein is determined by a gene and encoded in the genetic code. This can happen either before the protein is used in the cell, or as part of control mechanisms. In order to transmit and amplify high-purity orbital angular momentum mode, a photonic crystal fiber amplifier based on stimulated Brillouin amplification is proposed and designed in this paper. The transmission properties of the photonic crystal fiber amplifier are systematically analyzed by using the finite element method in the C-band. The results show that this photonic crystal fiber amplifier can support the transmission and amplification of 66 orbital angular momentum modes, and all values of the purity of the orbital angular momentum modes supported by this amplifier are higher than 99.4%. By systematically analyzing the Brillouin gain spectra of orbital angular momentum modes with different topological charges, it is found that they have all high Brillouin gain coefficients (> 7 × 10 ^–9m/W) which are 4–5 orders of magnitude higher than the existing OAM amplifiers with the best performance, thus higher signal gain can be obtained. The comprehensive performance of the proposed photonic crystal fiber amplifier is superior to that of the existing optical fiber amplifiers based on stimulated Brillouin amplification and the optical fiber amplifiers doped with rare-earth ions. This makes the amplification and long-distance transmission of OAM mode stable and accurate and provides a possibility for designing the orbital angular momentum mode laser system.

Keywords:

作者及机构信息

1.
2.
3.

通信作者:徐志钮,wzcnjxx@163.com

基金项目:国家自然科学基金(批准号: 62171185, 61775057)、河北省自然科学基金(批准号: E2019502177, E2020502010)、中央高校基本科研业务费专项资金(批准号: 2021MS072)和河北省省级科技计划(SZX2020034)资助的课题

Authors and contacts

1.
2.
3.

Corresponding author:Xu Zhi-Niu,wzcnjxx@163.com

Funds:Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 62171185, 61775057), the Natural Science Foundation of Hebei Province, China (Grant Nos. E2019502177, E2020502010), the Fundamental Research Fund for the Central Universities, China (Grant No. 2021MS072), and the Science and Technology Program of Hebei Province, China (Grant No. SZX2020034)

文章全文: translate this paragraph

参考文献

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]

施引文献

下载: 全尺寸图片幻灯片

Coefficient	B₁	C₁/µm²	B₂	C₂/µm²	B₃	C₃/µm²
Value	1.4734313	0.0109019	0.16368185	0.058568369	1.36920899	127.404933

下载: 导出CSV

Number of supported OAM modes	η/ %	γ/ (W^–1·km^–1)	D/(ps·km^–1·nm^–1)	L_C/(dB·cm)	g₀/(m·W^–1)	P_th/mW	υ_B/GHz	Г_B/MHz	Gain/dB
66	> 99.4	> 25	< 45	< 10^–5	> 7 × 10^–9	< 14.1	8—8.7	12.6—14.4	< 1697.5

下载: 导出CSV

	Ref. [12]	Ref. [13]	Ref. [8]	Ref. [19]	Proposed
Gain	45 dB	32 dB	20 dB	20 dB	1697.5 dB
Number of modes	6	38	6	2	66

下载: 导出CSV

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]

[1]	吴航, 陈燎, 李帅, 杜禺璠, 张驰, 张新亮.百兆赫兹重频的轨道角动量模式飞秒光纤激光器. 必威体育下载 , 2024, 73(1): 014204.doi:10.7498/aps.73.20231085
[2]	吴航, 陈燎, 舒学文, 张新亮.基于飞秒激光加工长周期光栅的全光纤三阶轨道角动量模式的产生. 必威体育下载 , 2023, 72(4): 044201.doi:10.7498/aps.72.20221928
[3]	赵丽娟, 姜焕秋, 徐志钮.螺旋扭曲双包层-三芯光子晶体光纤用于轨道角动量的生成. 必威体育下载 , 2023, 72(13): 134201.doi:10.7498/aps.72.20222405
[4]	刘瑞熙, 马磊.海洋湍流对光子轨道角动量量子通信的影响. 必威体育下载 , 2022, 71(1): 010304.doi:10.7498/aps.71.20211146
[5]	崔粲, 王智, 李强, 吴重庆, 王健.长周期多芯手征光纤轨道角动量的调制. 必威体育下载 , 2019, 68(6): 064211.doi:10.7498/aps.68.20182036
[6]	付栋之, 贾俊亮, 周英男, 陈东旭, 高宏, 李福利, 张沛.利用Sagnac干涉仪实现光子轨道角动量分束器. 必威体育下载 , 2015, 64(13): 130704.doi:10.7498/aps.64.130704
[7]	赵楠, 陈瑰, 王一礴, 彭景刚, 李进延.双包层大模场面积保偏掺镱光子晶体光纤研究. 必威体育下载 , 2014, 63(2): 024202.doi:10.7498/aps.63.024202
[8]	王鑫, 娄淑琴, 鹿文亮.新型三角芯抗弯曲大模场面积光子晶体光纤. 必威体育下载 , 2013, 62(18): 184215.doi:10.7498/aps.62.184215
[9]	娄淑琴, 鹿文亮, 王鑫.新型抗弯曲大模场面积光子晶体光纤. 必威体育下载 , 2013, 62(4): 044201.doi:10.7498/aps.62.044201
[10]	陈瑰, 蒋作文, 彭景刚, 李海清, 戴能利, 李进延.空气包层大模场面积掺镱光子晶体光纤研究. 必威体育下载 , 2012, 61(14): 144206.doi:10.7498/aps.61.144206
[11]	齐晓庆, 高春清, 辛璟焘, 张戈.基于激光光束轨道角动量的8位数据信号产生与检测的实验研究. 必威体育下载 , 2012, 61(17): 174204.doi:10.7498/aps.61.174204
[12]	李铁, 谌娟, 柯熙政, 吕宏.大气信道中单光子轨道角动量纠缠特性的研究. 必威体育下载 , 2012, 61(12): 124208.doi:10.7498/aps.61.124208
[13]	齐跃峰, 乔汉平, 毕卫红, 刘燕燕.热激法光子晶体光纤光栅制备工艺中热传导特性研究. 必威体育下载 , 2011, 60(3): 034214.doi:10.7498/aps.60.034214
[14]	郭艳艳, 侯蓝田.全固态八边形大模场光子晶体光纤的设计. 必威体育下载 , 2010, 59(6): 4036-4041.doi:10.7498/aps.59.4036
[15]	张鑫, 胡明列, 宋有健, 柴路, 王清月.大模场面积光子晶体光纤耗散孤子锁模激光器. 必威体育下载 , 2010, 59(3): 1863-1869.doi:10.7498/aps.59.1863
[16]	柯熙政, 卢宁, 杨秦岭.单光子轨道角动量的传输特性研究. 必威体育下载 , 2010, 59(9): 6159-6163.doi:10.7498/aps.59.6159
[17]	张驰, 胡明列, 宋有建, 张鑫, 柴路, 王清月.自由耦合输出的大模场面积光子晶体光纤锁模激光器. 必威体育下载 , 2009, 58(11): 7727-7734.doi:10.7498/aps.58.7727
[18]	赵振宇, 段开椋, 王建明, 赵卫, 王屹山.高功率光子晶体光纤放大器实验研究. 必威体育下载 , 2008, 57(10): 6335-6339.doi:10.7498/aps.57.6335
[19]	刘博文, 胡明列, 宋有建, 柴路, 王清月.亚百飞秒高功率掺镱大模面积光子晶体光纤飞秒激光放大器的实验研究. 必威体育下载 , 2008, 57(11): 6921-6925.doi:10.7498/aps.57.6921
[20]	苏志锟, 王发强, 路轶群, 金锐博, 梁瑞生, 刘颂豪.基于光子轨道角动量的密码通信方案研究. 必威体育下载 , 2008, 57(5): 3016-3021.doi:10.7498/aps.57.3016

计量

文章访问数:3968
PDF下载量:73
被引次数:0

搜索

留言板