取向的聚合物光纤偏振随机激光的获取及测试方法技术

本发明专利技术公开了一种取向的聚合物光纤偏振随机激光的获取及测试方法，制备三种取向的聚合物光纤：（1）长程无序聚合物光纤，只掺杂0.1wt.%‑0.2wt.% PM597；（2）短程聚合物光纤，掺杂15wt.%‑30wt%的POSS纳米颗粒和0.1wt.%‑0.2wt.% PM597；（3）等离子体聚合物光纤，掺杂0.01wt.%‑0.2wt.%金纳米颗粒和0.1wt.%‑0.2wt.% PM597；从这三种取向的聚合物光纤中获得偏振随机激光并测试其偏振性。本发明专利技术通过设计取向的无序聚合物光纤的散射平均自由程和长度，实现对偏振随机激光发射的控制。

【技术实现步骤摘要】
取向的聚合物光纤偏振随机激光的获取及测试方法
本专利技术涉及光纤领域，具体是专利技术一种取向的聚合物光纤偏振随机激光的获取及测试方法。
技术介绍
自1968年Letokhov理论上提出随机激光以来，基于光的多重散射和受激辐射形成随机共振腔，随机激光就在多种增益介质无序掺杂的聚合物光纤中出现。目前为止，偏振随机激光有三种实现形式：各向异性散射、各向异性吸收和各向异性光波导。对于传统的随机激光，为了实现偏振随机激光的发射，需要在随机介质中掺入各向异性成分，具有各向异性吸收的激光染料还有外加电场下是向列型液晶。T.Zhai等人已经报道说，通过拉伸带有罗丹明6G有机染料和银纳米线的柔性衬底，可以把随机激光的偏振状态从随机偏振变成部分偏振。S.Knitter等人研究了远场样品的随机激光频率相关发射偏振，还有各向异性泵浦对于正交偏振的影响特性。Y.Gao等人研究发现，在一个具有多个密集纳米棒状孔的圆柱形谐振腔内受激发射偏振度很高。F.Yao等人提出了对于染料掺杂的向列型液晶中随机激光发射测定偏振的研究。使用Teflon法或者共挤压过程法等可以很容易的大规模生产聚合物光纤。最近的报道称，为了获得低阈值、取向性的随机激光，利用一维结构去限制传统随机激光系统的激光性质。由于聚合物光纤的低成本和机械的灵活性、易于制备、大数值孔径，它的应用有短途光纤通信、光纤传感器、放大器、照明器件、聚合物光纤放大器和激光器。我们就使用Teflon法先制备聚合物预制棒，纤芯分别掺杂有三种掺杂物：第一种是只掺杂PM597染料，第二种掺杂POSS纳米颗粒和PM597染料，第三种掺杂Au纳米颗粒和PM597染料。控制最高温度稍低于聚合物预制棒的玻璃化转变温度给预制棒缓慢加热，预制棒底端软化后利用牵拉装置拉制出具有一定取向的聚合物光纤，获得三种掺杂物的取向的聚合物光纤。所以，随机聚合物激光的偏振发射是我们的研究重点。基于各向异性波导设计，可以在聚合物光纤中获得偏振随机激光。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种取向的聚合物光纤偏振随机激光的获取及测试方法，以解决现有技术存在的问题。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：取向的聚合物光纤偏振随机激光的获取及测试方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）获取聚合物光纤首先利用Teflon法，将甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的共聚物先制作成空芯聚合物预制棒，甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的质量分数分别为66%-88%和11%-33%；再把构成纤芯的甲基丙烯酸甲酯和甲酯丙烯酸苄酯、掺杂物按各自重量百分比注入到空芯聚合物预制棒中，甲基丙烯酸甲酯和甲酯丙烯酸苄酯的质量分数分别是70%-80%和15%-30%，掺杂物有三种选择，第一种是长程无序聚合物光纤，掺杂0.1wt.%-0.2wt.%PM597，第二种是短程聚合物光纤，掺杂15wt.%-30wt%的POSS纳米颗粒和0.1wt.%-0.2wt.%PM597，第三种是等离子体聚合物光纤，掺杂0.01wt.%-0.2wt.%金纳米颗粒和0.1wt.%-0.2wt.%PM597；热固化之后得到不同掺杂的增益聚合物光纤预制棒，不同掺杂的增益聚合物光纤预制棒在拉丝塔下被拉制成三种不同掺杂的具有取向的无序聚合物光纤；（2）获取偏振随机激光并测试其偏振性依次摆放泵浦激光器、格兰镜组、凸透镜一、聚合物光纤、滤波片、凸透镜二、偏振片、光纤，光纤另一端连接光谱仪，光谱仪与计算机连接；泵浦激光器发射泵浦激光，格兰镜组控制泵浦激光的强度和偏振方向，凸透镜一汇聚泵浦激光去泵浦聚合物光纤样品，得到混合激光；混合激光通过滤波片把残留泵浦激光滤除，发射激光通过凸透镜二汇聚，再用偏振片测量偏振性，激光通过光谱仪转换成光谱图像，通过转动偏振片来改变角度，每转动15°记录一次光谱，用计算机记录结果，然后再分析记录的随机激光的强度确定偏振情况。所述的取向的聚合物光纤偏振随机激光的获取及测试方法，其特征在于，所述泵浦激光器采用参数为532nm,16ns,10Hz的Nd:YAG激光器。本专利技术的原理是：本专利技术结合光纤波导对随机激光的一维束缚作用和拉制光纤时的取向作用两者优势，利用Teflon法制作纤芯不同掺杂的增益聚合物光纤预制棒，再利用拉丝机的拉力，拉制成不同掺杂的具有一定取向的聚合物光纤。这种聚合物光纤就可以得到偏振随机激光。并且在一定的条件下，可以改变这种偏振状态。掺杂的聚合物光纤，在用Teflon法制作拉制的过程中，使得聚合物光纤就具有了一定的取向，对于这种光纤，可以获得具有偏振效应的随机激光的发射，并且这种偏振激光发射在实际应用中起重要作用。测量不同长度的偏振聚合物光纤，观察其保偏特性，发现对于不同长度的取向聚合物光纤，偏振随机激光可以得到保持。但是随着光纤长度的增加，随机激光偏振度会改变。散射平均自由程减小可以使随机激光的保偏特性降低，这为设计一种恰当的无序聚合物光纤去保持随机激光开辟了新的道路。本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过设计取向的无序聚合物光纤的散射平均自由程和长度，实现对偏振随机激光发射的控制。附图说明图1是与本专利技术实施例一致的取向的聚合物光纤偏振随机激光实验略图。图2是与本专利技术实施例一致的三种不同掺杂物的聚合物光纤的荧光偏振图。图3是与本专利技术实施例一致的PM597掺杂物的聚合物光纤在不同泵浦能量下的发射光谱图以及对应阈值。图4是与本专利技术实施例一致的POSS纳米颗粒掺杂的聚合物光纤在不同泵浦能量下的发射光谱图以及对应阈值。图5是与本专利技术实施例一致的金纳米颗粒掺杂的聚合物光纤在不同泵浦能量下的发射光谱图以及对应阈值。图6是与本专利技术实施例一致的PM597掺杂的聚合物光纤在不同长度时的随机激光偏振图。图7是与本专利技术实施例一致的POSS纳米颗粒掺杂的聚合物光纤在不同长度时的随机激光偏振图。图8是与本专利技术实施例一致的金纳米颗粒掺杂的聚合物光纤在不同长度时的随机激光偏振图。具体实施方式如图1、2所示，取向的聚合物光纤偏振随机激光的获取及测试方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）获取聚合物光纤首先利用Teflon法，将甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的共聚物先制作成空芯聚合物预制棒，甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的质量分数分别为66%-88%和11%-33%；再把构成纤芯的甲基丙烯酸甲酯和甲酯丙烯酸苄酯、掺杂物按各自重量百分比注入到空芯聚合物预制棒中，甲基丙烯酸甲酯和甲酯丙烯酸苄酯的质量分数分别是70%-80%和15%-30%，掺杂物有三种选择，第一种是长程无序聚合物光纤，掺杂0.1wt.%-0.2wt.%PM597，第二种是短程聚合物光纤，掺杂15wt.%-30wt%的POSS纳米颗粒和0.1wt.%-0.2wt.%PM597，第三种是等离子体聚合物光纤，掺杂0.01wt.%-0.2wt.%金纳米颗粒和0.1wt.%-0.2wt.%PM597；热固化之后得到不同掺杂的增益聚合物光纤预制棒，不同掺杂的增益聚合物光纤预制棒在拉丝塔下被拉制成三种不同掺杂的具有取向的无序聚合物光纤；（2）获取偏振随机激光并测试其偏振性依次摆放泵浦激光器1、格兰镜组2、凸透镜一3、聚合物光纤4、滤波片5、凸透镜二6、偏振片7、光纤8，光纤8另一端连接光谱仪9，光谱仪9与计算机10连接；泵浦激光器发射泵浦激光，格兰镜组控制泵浦激光的本文档来自技高网...

【技术保护点】
取向的聚合物光纤偏振随机激光的获取及测试方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）获取聚合物光纤首先利用Teflon 法，将甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的共聚物先制作成空芯聚合物预制棒，甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的质量分数分别为66%‑88%和11%‑33%；再把构成纤芯的甲基丙烯酸甲酯和甲酯丙烯酸苄酯、掺杂物按各自重量百分比注入到空芯聚合物预制棒中，甲基丙烯酸甲酯和甲酯丙烯酸苄酯的质量分数分别是70%‑80%和15%‑30%，掺杂物有三种选择，第一种是长程无序聚合物光纤，掺杂0.1wt.%‑0.2wt.% PM597，第二种是短程聚合物光纤，掺杂15wt.%‑30wt%的POSS纳米颗粒和0.1wt.%‑0.2wt.% PM597，第三种是等离子体聚合物光纤，掺杂0.01wt.%‑0.2wt.%金纳米颗粒和0.1wt.%‑0.2wt.% PM597；热固化之后得到不同掺杂的增益聚合物光纤预制棒，不同掺杂的增益聚合物光纤预制棒在拉丝塔下被拉制成三种不同掺杂的具有取向的无序聚合物光纤；（2）获取偏振随机激光并测试其偏振性依次摆放泵浦激光器、格兰镜组、凸透镜一、聚合物光纤、滤波片、凸透镜二、偏振片、光纤，光纤另一端连接光谱仪，光谱仪与计算机连接；泵浦激光器发射泵浦激光，格兰镜组控制泵浦激光的强度和偏振方向，凸透镜一汇聚泵浦激光去泵浦聚合物光纤样品，得到混合激光；混合激光通过滤波片把残留泵浦激光滤除，发射激光通过凸透镜二汇聚，再用偏振片测量偏振性，激光通过光谱仪转换成光谱图像，通过转动偏振片来改变角度，每转动15°记录一次光谱，用计算机记录结果，然后再分析记录的随机激光的强度确定偏振情况。...

【技术特征摘要】
1.取向的聚合物光纤偏振随机激光的获取及测试方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）获取聚合物光纤首先利用Teflon法，将甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的共聚物先制作成空芯聚合物预制棒，甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的质量分数分别为66%-88%和11%-33%；再把构成纤芯的甲基丙烯酸甲酯和甲酯丙烯酸苄酯、掺杂物按各自重量百分比注入到空芯聚合物预制棒中，甲基丙烯酸甲酯和甲酯丙烯酸苄酯的质量分数分别是70%-80%和15%-30%，掺杂物有三种选择，第一种是长程无序聚合物光纤，掺杂0.1wt.%-0.2wt.%PM597，第二种是短程聚合物光纤，掺杂15wt.%-30wt%的POSS纳米颗粒和0.1wt.%-0.2wt.%PM597，第三种是等离子体聚合物光纤，掺杂0.01wt.%-0.2wt.%金纳米颗粒和0.1wt.%-0.2wt.%PM597；热固化之后得到不同掺杂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志家，梁云云，夏江营，谢康，姜海明，高朋飞，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34