中红外Ge20As20Se15Te45硫系玻璃光纤光栅光开关

张倩; 张培晴; 曾江辉; 戴世勋; 王训四

doi:10.3788/IRLA201746.0720002

中红外Ge₂₀As₂₀Se₁₅Te₄₅硫系玻璃光纤光栅光开关

doi: 10.3788/IRLA201746.0720002

张倩^1,2,
张培晴^1,2,
曾江辉^1,2,
戴世勋^1,2,
王训四^1,2

1.
宁波大学宁波高等技术研究院红外材料及器件实验室,浙江宁波 315211;
2.
浙江省光电探测材料及器件重点实验室,浙江宁波 315211

基金项目:

国家自然科学基金（61307060）;浙江省基金项目（LY14F050001）

详细信息

作者简介:
张倩(1992-),女,硕士生,主要从事硫系光纤光栅的制备及应用方面的研究。Email:zhangqian509@163.com

中图分类号: TN214

Mid-infrared fiber grating optical switch of Ge₂₀As₂₀Se₁₅Te₄₅ chalcogenide glass

1.
Laboratory Infrared Material and Device,Research Institute of Advanced Technolgies,Ningbo University,Ningbo 315211,China;
2.
Key Laboratory of Photoelectric Detecting Material and Device in Zhejiang Province,Ningbo 315211,China

摘要: 利用熔融淬冷法制备了Ge20As20Se15Te45硫系玻璃，测试结果表明该玻璃在中红外波段具有良好的红外透过特性和极高的非线性，采用Z-扫描技术测试其中红外三阶非线性系数高达n2=6.7210-18 m2/W @ 4 m。以此材料为基质，设计了两种工作在中红外波段的硫系玻璃光纤光栅光开关。利用分布时域传递矩阵法(TD-TMM)和非线性耦合方程模拟计算了光栅光开关的反射谱和波长偏移特性。研究结果表明，通过调节输入光强可以灵活调节光纤光栅的中心波长向短波或长波方向移动，进而可以获得光开关。在调制深度为110-3的均匀硫系光纤光栅，获得光开关的功率阈值约为1.6 GW/cm2，当引入相移光栅后，调制深度可以降低为310-4，并且其光开关的功率阈值也降低到210 MW/cm2。
- 硫系玻璃 /
- 光纤 /
- 光纤光栅光开关 /
- 功率阈值
Abstract: Ge20As20Se15Te45 chalcogenide glass was prepared by a melt-quenching method. Testing results show that this glass posses high nonlinear characteristics and wide infrared transmission windows in the infrared region. The third-order nonlinear coefficient was tested to be n2=6.7210-18 m2/W@4 m by a Z-scan technique. Two kinds of chalcogenide glass infrared fiber grating optical switches were designed with this glass. The reflection spectrum and grating wavelength shift of optical switches were calculated with the distributed time-domain transfer matrix method (TD-TMM) and non-linear coupling equations. Results show that the Bragg wavelength can be flexibly tuned by modulating the input intensity and optical switch can be achieved. It was found that the power threshold is about 1.6 GW/cm2 for an optical switch with a modulation depth of 110-3 in a uniform chalcogenide Bragg fiber grating and the power threshold can be significantly reduced to about 210 MW/cm2 in a phase-shift chalcogenide fiber grating with a modulation depth of only 310-4.
- chalcogenide glass /
- optical fiber /
- fiber grating optical switch /
- power threshold

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中红外Ge₂₀As₂₀Se₁₅Te₄₅硫系玻璃光纤光栅光开关

doi: 10.3788/IRLA201746.0720002

作者简介:
张倩(1992-),女,硕士生,主要从事硫系光纤光栅的制备及应用方面的研究。Email:zhangqian509@163.com

Mid-infrared fiber grating optical switch of Ge₂₀As₂₀Se₁₅Te₄₅ chalcogenide glass

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中红外Ge₂₀As₂₀Se₁₅Te₄₅硫系玻璃光纤光栅光开关

doi: 10.3788/IRLA201746.0720002

1. 宁波大学宁波高等技术研究院红外材料及器件实验室,浙江宁波 315211;

2. 浙江省光电探测材料及器件重点实验室,浙江宁波 315211

作者简介:
张倩(1992-),女,硕士生,主要从事硫系光纤光栅的制备及应用方面的研究。Email:zhangqian509@163.com

English Abstract

Mid-infrared fiber grating optical switch of Ge₂₀As₂₀Se₁₅Te₄₅ chalcogenide glass

1. Laboratory Infrared Material and Device,Research Institute of Advanced Technolgies,Ningbo University,Ningbo 315211,China;

2. Key Laboratory of Photoelectric Detecting Material and Device in Zhejiang Province,Ningbo 315211,China

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doi: 10.3788/IRLA201746.0720002

作者简介: 张倩(1992-),女,硕士生,主要从事硫系光纤光栅的制备及应用方面的研究。Email:zhangqian509@163.com

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中红外Ge20As20Se15Te45硫系玻璃光纤光栅光开关

doi: 10.3788/IRLA201746.0720002

1. 宁波大学 宁波高等技术研究院 红外材料及器件实验室,浙江 宁波 315211; 2. 浙江省光电探测材料及器件重点实验室,浙江 宁波 315211

作者简介: 张倩(1992-),女,硕士生,主要从事硫系光纤光栅的制备及应用方面的研究。Email:zhangqian509@163.com

English Abstract

Mid-infrared fiber grating optical switch of Ge20As20Se15Te45 chalcogenide glass

1. Laboratory Infrared Material and Device,Research Institute of Advanced Technolgies,Ningbo University,Ningbo 315211,China; 2. Key Laboratory of Photoelectric Detecting Material and Device in Zhejiang Province,Ningbo 315211,China

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中红外Ge₂₀As₂₀Se₁₅Te₄₅硫系玻璃光纤光栅光开关

作者简介:
张倩(1992-),女,硕士生,主要从事硫系光纤光栅的制备及应用方面的研究。Email:zhangqian509@163.com

Mid-infrared fiber grating optical switch of Ge₂₀As₂₀Se₁₅Te₄₅ chalcogenide glass

中红外Ge₂₀As₂₀Se₁₅Te₄₅硫系玻璃光纤光栅光开关

1. 宁波大学宁波高等技术研究院红外材料及器件实验室,浙江宁波 315211;

2. 浙江省光电探测材料及器件重点实验室,浙江宁波 315211

作者简介:
张倩(1992-),女,硕士生,主要从事硫系光纤光栅的制备及应用方面的研究。Email:zhangqian509@163.com

Mid-infrared fiber grating optical switch of Ge₂₀As₂₀Se₁₅Te₄₅ chalcogenide glass

1. Laboratory Infrared Material and Device,Research Institute of Advanced Technolgies,Ningbo University,Ningbo 315211,China;

2. Key Laboratory of Photoelectric Detecting Material and Device in Zhejiang Province,Ningbo 315211,China