红外硫系玻璃基质光子晶体光纤设计、制备及性能研究

硫系玻璃基质光子晶体光纤（简称硫系PCF）是基于声子能量极低、红外透过区域宽且非线性折射率极高的硫系玻璃材料的一种新型红外光子晶体光纤。它在中红外光纤激光器和放大器、中红外激光能量传输、生物光纤传感、以及高非线性效应的光器件等领域具有广泛的应用前景，近年来已成为PCF研究热点之一，而国内在此领域尚处于空白。本项目拟开展大单模面积的硫系光子晶体光纤设计、制备及中红外光纤放大器的增益特性的研究，在理论上建立硫系PCF光纤结构设计及中红外放大器增益模型，掌握硫系PCF传输特性与结构参数之间的变化规律，获得大模场面积下实现单模运转所需要的光纤结构参数，制备出大模场单模模式、低损耗、结构较为完美、高效中红外荧光输出的硫系PCF光纤，旨在获得拥有自主知识产权的红外光子晶体光纤的制备工艺技术，为今后推动红外光子晶体光纤及器件应用和发展提供理论依据和科学的实验数据。

硫系玻璃基质光子晶体光纤是一种新型红外光子晶体光纤，它在中红外光纤激光器和放大器、中红外激光能量传输、生物光纤传感、以及高非线性效应的光器件等领域具有广泛的应用前景。本项目拟开展大单模面积的硫系光子晶体光纤设计、制备及中红外光纤放大器的增益特性的研究，在理论上建立硫系PCF光纤结构设计及中红外放大器增益模型，掌握硫系PCF传输特性与结构参数之间的变化规律，获得大模场面积下实现单模运转所需要的光纤结构参数，制备出大模场单模模式、低损耗、结构较为完美、高效中红外荧光输出的硫系PCF光纤。项目实施四年，重点开展了系列基质硫系玻璃的物化、热学和光学特性，稀土掺杂硫系玻璃中红外荧光特性、大模场硫系光纤结构设计和制备、中红外光纤放大器仿真研究，取得了系列研究成果。在Appl. Phys. Lett.、The Journal of Physical Chemistry C、J. Am. Ceram. Soc. 、Mater. Chem. Phys.、物理学报、无机材料学报等国内外知名刊物上共发表论文24篇，其中SCI论文14篇，EI论文8篇。在硫系光子晶体光纤制备技术方面申请发明专利8项，实用新型专利4项。