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微纳光纤的基本特性综述 2 32003年，L.Tong等人于在Nature发表了亚波长直径光纤的拉伸工艺：首先用火焰将二氧化硅光纤拉伸到微米级直径；其次，为了在拉伸区域控制稳定的温度，使用锥形蓝宝石纤维吸收火焰热能，将微米级光纤绕在蓝宝石尖端，拉伸B图2.1自调制两步法拉制微纳光纤示意图为了实现微纳光纤的可控、可重复制备，G.Brambilla等人建立了改进的光纤耦合器制作装置5,其加热源为毫米量级的氧气和异丁烷火焰，在微纳光纤拉制过程中用火焰反复扫描光纤使之受热均匀。该方法可拉制出一致性好、长度较长(腰区长度达到几十毫米)、损耗很低的微纳光纤，并且初步实现自动化制备。2014年Hoffman等人基于火焰加热机械扫描拉伸法，制备的低损耗微纳光纤，在1.55um处测得99.95%±0.02%的单模透射率。图2.2几种火焰刷技术示意图微纳光纤具有强光场约束能力，其传输光束的等效模场截面尺寸一般在Xn的量级19I。微纳光纤的直径减小到一定程度后，光在纤芯外传输的倏逝场能量分布比例会随着直径减小而显著增加，有利于在光纤表面增强光与物质的相互作用。因此，在微纳光纤表面吸附或包覆其他纳米材料，是研究光与微量物质相互作用的一种有效方法，以及研究激光锁模新材料的一种常用手段”。光学损耗同样是决定微纳光纤能否正常工作的重要参数，样品的表面质量、均匀度以及对其施加弯曲应变等都将对其传输损耗、倏逝场等特性产生影响。微纳光纤采用普通光纤拉制而成，由两个锥形过渡区与预制棒相连，可以很方便地使用光纤熔接机接入光纤激光环路，且只产生较低的插入损耗。只要保证燃烧气体的高纯度，吸收损耗可以控制在0.02dB/km¹0)。而表面均匀度则由拉制工艺与光纤过渡段的锥度变化决定。微纳光纤拥有与普通微纳光纤相比的大波导色散，这是因为在光纤直径变小的过程中，倏逝场能量占比逐渐增大，波导色散逐渐取代材料色散在光纤中占据主导地位。色散会随直径改变是微纳光纤的重要光学特性。由图可知，在几种波段下，能够通过控制微纳光纤的直径获得相对于正常直径光纤的反常波导色散Ⅲ。因此，微纳光纤可以应用于锁模激光器件的色散补偿。通过控制微纳光纤的直径及长度，得到与常规光纤相反的色散值，从而进行腔内的色散补偿或腔外的脉冲压缩3。微纳光纤作为一种全光纤、低损耗、可调节的色散补偿器件，在锁模激光器领域具有极高的应用价值。例如，在lum波段的掺镱锁模激光器中提供负色散，实现色散补偿、脉冲压缩和光谱展宽。而根据光纤环形谐振腔内色散的不同，脉冲在色散以及非线性的共同作用下得到不同类型的光孤子输出，因此，可以利用微纳光纤在2um波段的正色散特性，实现基于色散调控的掺铥耗散孤子锁模激光器研制。Di

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