温控悬吊芯光纤：非线性As2Se3产生可调谐超连续谱及应用潜力

本文研究了一种创新的硫系化物悬吊芯光纤，该光纤的核心部分采用高非线性三硫化二砷(As2Se3)，而包层则填充了具有温度敏感性的材料甲苯。这种设计允许光纤在特定温度范围内实现可调谐超连续谱（SC）的产生。通过全矢量有限元方法，研究人员细致地模拟了光纤内光的色散和非线性特性，运用非线性薛定谔方程和分步傅里叶算法对SC在甲苯临界温度(-90℃至110℃)内的表现进行了深入分析，并对光纤的结构参数和泵浦参数进行了优化。 研究结果显示，当光纤纤芯直径为3微米，使用中心波长为3.1微米、峰值功率为20千瓦、脉冲宽度为300飞秒的泵浦源，在临界温度下，可以实现1.20微米光谱宽度的调谐。随着可调谐光谱宽度的增加，光谱平坦度（SFM）略有下降，但始终保持在0.89到0.92的范围内，这表明产生的超连续谱具有很好的稳定性。光谱平坦度是衡量SC质量的一个重要指标，它的维持在较高水平，确保了SC在实际应用中的均匀性和一致性。 这种温控可调谐的SC在物质探测、光谱学以及环境分析等领域具有巨大的潜力。例如，它能够提供宽广的光谱覆盖，对于精确的光谱测量和多波长应用来说具有显著的优势。同时，可调谐特性使得它能根据具体需求调整输出光谱，增加了灵活性，从而在诸如生物医学成像、大气监测和光纤通信等领域展现出广阔的应用前景。 这项工作不仅提升了光纤光学技术的性能，也为超连续谱的研究提供了新的可能性，对于推动光纤通信和光谱技术的发展具有重要意义。未来的研究可能进一步探索如何优化光纤设计和泵浦参数，以获得更高的光谱平坦度和更广泛的可调谐范围，以满足不同领域的精密应用需求。