飞秒激光制备纳米孔微光纤布拉格光栅及其老化特性

"这篇科研论文介绍了利用飞秒激光烧蚀相掩模技术在超细光纤中制造纳米孔诱导的超细布拉格光栅（MFBG）的过程，并对其在室温下的老化性能进行了研究。通过这种方法，实现了具有高折射率对比度的光栅，其亚微米直径的纳米孔具有负折射率变化Δn约为-10^-3。光栅展现出高斯形的衰减特性，3dB反射带宽可达1.14纳米，透射率下降超过-23分贝。经过两周的室温放置，光栅的反射率增加3dB，共振波长蓝移1.35纳米，显示出极好的稳定性，因此它们在传感、纳米光子学和非线性光学领域具有广阔的应用潜力。" 这篇论文的关键词涵盖了“Fiber Bragg gratings”（光纤布拉格光栅）、“Micro-optical devices”（微光学器件）和“Nanostructure fabrication”（纳米结构制造）。这表明研究的核心是利用先进的微纳加工技术，特别是飞秒激光技术，来创建一种新型的光纤布拉格光栅，它在微光学设备中扮演着重要角色，且其纳米级结构的制造过程是研究的重点。 布拉格光栅是一种在光纤中形成的周期性折射率变化结构，能够反射特定波长的光，从而在光纤通信、光学传感等领域有广泛应用。在本研究中，这些超细布拉格光栅是由纳米孔构成的，这些孔隙的尺寸远小于光的波长，使得它们能够在衍射极限之外工作，实现负折射率变化。这种设计使得光栅的光学特性得以优化，如高反射率和窄带宽，这对于光学滤波、波长选择以及传感应用至关重要。 此外，论文还关注了这些光栅在室温下的长期稳定性，这是实际应用中的关键考虑因素。实验结果显示，即使经过两周的时间，光栅的性能仍能保持良好，甚至在某些方面有所改善，例如反射率的提高和共振波长的移动。这表明这些纳米孔诱导的超细布拉格光栅在环境适应性和长期稳定性方面具有显著优势，对于需要长时间稳定工作的光学传感器尤其有利。 这项工作不仅展示了创新的纳米制造技术在微光学领域的应用，而且还揭示了这种新型光栅在光学性能和环境耐受性方面的优越性，为未来的微纳米光子学器件设计提供了新的思路和潜在的技术平台。