一种可调谐等离子体光子晶体光纤装置的制作方法

文档序号:19941387发布日期:2020-02-14 23:12阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种可调谐等离子体光子晶体光纤装置,其特征在于:包括光子晶体光纤、高压脉冲电源、保护电阻、高压电极、绝缘片、地电极、入射布鲁斯特窗和出射布鲁斯特窗;所述光子晶体光纤的内部设有周期性排列的空心孔阵列,每个空心孔贯穿光子晶体光纤的两端且孔内充满惰性工作气体;所述入射布鲁斯特窗和出射布鲁斯特窗允许红外光透过,入射布鲁斯特窗和出射布鲁斯特窗分别置于光子晶体光纤的两端,并对这两个布鲁斯特窗与光子晶体光纤两端之间的空间进行密封;所述高压电极、绝缘片和地电极分别与光子晶体光纤的表面紧密接触,且绝缘片设置在高压电极与地电极之间,高压脉冲电源的输出端经保护电阻与高压电极电气连接,高压脉冲电源的接地端与地电极电气连接;红外激光经入射布鲁斯特窗进入光子晶体光纤并从出射布鲁斯特窗射出,高压脉冲电源向高压电极施加脉冲电压,通过介质阻挡多孔放电的形式在充满惰性工作气体的空心孔内获得低温等离子体,实现填充等离子体的光子晶体光纤;通过改变高压电源脉冲参数、惰性工作气体的气压或者高压电极与地电极的间距,能够调节等离子体的特征物理参数和气体温度,对光子晶体光纤的红外带隙特征进行宽范围调谐。

2.根据权利要求1所述可调谐等离子体光子晶体光纤装置,其特征在于:所述空心孔阵列呈圆形、环形、矩形或五边形分布,空心孔的数量为3-120个,空心孔的内径为3-45μm;光子晶体光纤的纤芯为单芯或双芯,纤芯的直径为10-60μm,纤芯的材料为石英、纯硅或气孔;光子晶体光纤的截面直径小于1mm,光子晶体光纤的长度为80-200mm。

3.根据权利要求1所述可调谐等离子体光子晶体光纤装置,其特征在于:两个布鲁斯特窗分别与光子晶体光纤垂直截面的倾斜角度为布鲁斯特角,窗口呈圆形,窗口材质为氟化钡、氟化镁、硒化锌或硅,窗口尺寸与光子晶体光纤的截面尺寸相匹配。

4.根据权利要求1所述可调谐等离子体光子晶体光纤装置,其特征在于:所述惰性工作气体为氦气、氩气、氖气或氙气;光子晶体光纤内惰性工作气体的气压为1kpa-101kpa。

5.根据权利要求1所述可调谐等离子体光子晶体光纤装置,其特征在于:所述高压电极和地电极为环状或螺旋状,电极对数为1-10,电极的材质为铜、铝或不锈钢,电极的直径为1-4mm;高压电极与地电极之间距离为10-80mm。

6.根据权利要求1所述可调谐等离子体光子晶体光纤装置,其特征在于:所述绝缘片为圆环状或伞裙状,绝缘片的材质为石英、陶瓷、有机玻璃或环氧树脂,绝缘片的直径为5-20mm、厚度为0.5-3mm;绝缘片的数量为1-10片,且呈等间距排列。

7.根据权利要求1所述可调谐等离子体光子晶体光纤装置,其特征在于:所述高压脉冲电源的极性为单极性或正负双极性,输出电压幅值为5-30kv,脉冲重复频率为1-30khz,脉冲宽度为1-20μs,脉冲上升沿为0.1-2μs。

8.根据权利要求1所述可调谐等离子体光子晶体光纤装置,其特征在于:所述保护电阻为无感耐高压电阻,阻值范围为200-900ω,功率为0.3-2kw。

9.根据权利要求1所述可调谐等离子体光子晶体光纤装置,其特征在于:该可调谐等离子体光子晶体光纤装置所调制的入射红外光的波长范围为4-16μm。

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