研究目的
比较掺杂罗丹明6G的渐变折射率热塑性聚合物光纤与阶跃折射率热固性聚合物光纤的发射特性，包括对放大自发辐射、光学增益、损耗及光稳定性的分析。
研究成果
与热固性塑料光纤相比，热塑性塑料光纤展现出更优的放大自发辐射特性、更低衰减率及更高光稳定性。影响发射特性的关键因素是染料浓度与分布——较高浓度会导致聚集等负面效应。研究观察到随传输距离产生的光谱偏移现象，表明其具备可调谐光源潜力。该研究强调了优化染料参数对放大器与传感器应用的重要性。
研究不足
该研究采用短纤维长度（约1厘米），与使用长纤维的标准方法相比，可能无法反映衰减系数的平衡条件。高浓度纤维（如热固性塑料光纤）中染料聚集体的影响可能干扰结果，且由于染料分布和浓度的差异，未分离出特定基质的具体效应。高泵浦能量下的潜在饱和效应及非商用光纤的使用限制了结果的普适性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用光泵浦横向激发光纤。关键方法包括：采用可变条纹长度法（VSL）测量光学增益，利用侧向照明技术测量衰减，以及通过光谱分析研究荧光和放大自发辐射（ASE）。应用了特定公式推导的增益与衰减理论模型。
2：样本选择与数据来源：
分析了两种掺杂罗丹明6G的聚合物光纤（POF）——一种为渐变折射率热塑性POF，另一种为阶跃折射率热固性POF。热塑性POF具有非均匀掺杂分布（平均浓度16ppm），热固性POF则为均匀分布（浓度300ppm）。分别由庆应义塾大学光子学研究所和Intellisiv有限公司生产。
3：实验设备与材料清单：
设备包括耦合Nd:YAG纳秒激光器（EKSPLA NL301HT）的倍频器（用于ASE研究）、配备倍频器（Inspire Blue）的可调谐可见光飞秒激光器（Spectra-Physics Mai Tai HP）（用于衰减与光稳定性测量）、柱面透镜、光纤光谱仪（Ocean Optics USB4000）及分光光度计（Cary 50UV-VIS）。材料包含掺杂POF及透镜、滤光片等光学元件。
4：实验流程与操作步骤：
通过柱面透镜将激光聚焦为窄条纹横向泵浦光纤。增益测量采用可变条纹长度法调节激发段长度（ze）并固定非激发段长度（zne）；衰减测量则保持ze恒定增加zne；光稳定性通过长时间照射光纤并监测荧光特性随时间的变化评估。
5：数据分析方法：
使用光纤光谱仪采集光谱数据。通过指数方程拟合输出辐照度计算增益系数；基于辐照度随传播距离的指数衰减拟合推导衰减系数；光稳定性数据采用双指数模型拟合分析降解速率。
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Nd:YAG nanosecond laser
NL301HT
EKSPLA
Used for optical pumping in amplified spontaneous emission studies.
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Tunable visible femtosecond laser
Mai Tai HP
Spectra-Physics
Used for attenuation and photostability measurements.
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Frequency doubler
Inspire Blue
Radiantis
Combined with the femtosecond laser for frequency doubling.
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Fiber-optic spectrometer
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Ocean Optics
Used for spectral measurement of emission from fiber ends.
Ocean Insight USB4000 Spectrometer
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Spectrophotometer
Cary 50UV–VIS
Agilent Technologies
Used for obtaining absorption spectra of doped fibers.
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Used to convert circular beam spot into a narrow stripe for side illumination.
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