高亮度掺镱大模场光子晶体光纤制备及性能研究的任务书.docx

高亮度掺镱大模场光子晶体光纤制备及性能研究的任务书
任务书
一、课题背景
光子晶体光纤是一种具有微结构的光导纤维，其特殊的微结构能够调制光子行进的路径和模式，从而使光线在光纤中的行为更加灵活和可控。光子晶体光纤可以应用于多种领域，例如通信、传感、医疗和激光器等领域，并且具有很高的研究和应用价值。
掺杂稀土元素是改善光纤性能的有效方法之一。掺杂有稀土元素的光子晶体光纤可以通过改变掺杂浓度、种类和分布来控制其光学性能，如增强荧光、增大增益、调节激光谱等。其中，掺杂掺污物稀土元素的光子晶体光纤的光谱性能得到了广泛研究。而掺杂高浓度稀土元素的光子晶体光纤则很少得到关注。
二、课题内容
本课题主要研究高亮度掺铟大模场光子晶体光纤的制备及其性能研究。具体内容如下：
1.大模场光子晶体光纤的制备。选取合适的半导体气相外延法（HPVPE）材料，利用光纤拉制法制备大模场光子晶体光纤，并对光纤的拉制参数进行优化。
2.掺铟大模场光子晶体光纤的制备。在大模场光子晶体光纤中掺杂铟元素，控制其掺杂浓度和分布，并对掺杂光纤进行光学性能测试。
3.掺铟大模场光子晶体光纤的光学性能研究。研究掺铟大模场光子晶体光纤的光学性能如荧光性能、增益性能、调制谐振腔、色散特性等，并与掺钐大模场光子晶体光纤进行比较。
4.稳定性测试。对掺铟大模场光子晶体光纤进行温度循环、潮湿度循环、遮光耐久性等稳定性测试，评估其在实际应用中的稳定性能。
三、课题意义
本课题将探索掺铟大模场光子晶体光纤的制备及其性能研究，具有以下几方面意义：
1.提高光子晶体光纤的荧光效率和增益性能。掺铟光子晶体光纤具有很高的荧光效率和增益性能，可以应用于激光系统、生物医学和传感器等领域。
2.增加光子晶体光纤的光学功能。掺铟光子晶体光纤的荧光频带范围更宽，可以满足多种光学要求，为创新性研究提供优质的基础设施和知识基础。
3.为掺杂高浓度稀土元素光子晶体光纤的研究提供新思路。控制掺杂铟光子晶体光纤的浓度和分布，为掺杂其他稀土元素光子晶体光纤的研究提供经验和指导。
四、课题计划
1.第一年（2022年）
研究大模场光子晶体光纤的制备方法，并优化光纤拉制参数；学习掺杂稀土元素光子晶体光纤的制备方法及其光学性能；探索掺铟大模场光子晶体光纤的制备方法；进行掺铟大模场光子晶体光纤的制备实验，并进行光学性能测试。
2.第二年（2023年）
对掺铟大模场光子晶体光纤进行掺杂浓度和分布的优化，探究不同掺杂条件下光纤的光学性能；制备掺铟和掺钐大模场光子晶体光纤，并对比研究，探究不同元素掺杂情况下光纤的光学性能；进行光纤的稳定性测试。
3.第三年（2024年）
对掺铟和掺钐大模场光子晶体光纤进行进一步的光学性能研究，并将其应用于激光系统、生物医学和传感器等领域进行实际应用。
五、课题预算
本课题共计预算100万元，主要用于材料采购、仪器设备购置、实验人员工资以及出版等方面。自然科学基金委员会资助50万元，研究团队自筹资金50万元。其中，材料采购占预算的30%；仪器设备购置占预算的50%；实验人员工资占预算的10%；出版占预算的10%。
六、预期成果
1.高水平学术论文2篇，其中包括1篇SCI论文。
2.参加国内外学术会议2-3次，宣传研究成果，展示团队实力。
3.实施科技成果转化，将研究成果应用于激光系统、生物医学和传感器等领域的实际应用，并取得成果。
4.培养本课题相关的硕士研究生1-2名，增强团队人员的科研能力和创新意识。
七、验收标准
本课题的验收标准为：完成全部计划进度；达到计划的预期目标；发表高水平学术论文2篇，其中包括1篇SCI论文；取得成果转化；提出具有一定创意和实用价值的新颖理论或技术方法。