掺Er~(3+)石英光纤中倍频效应的实验研究

采用一种新的光纤倍频两步激光预处理方法处理掺Er~(3+)石英光纤,并获得8.8％的峰值倍频转换效率。测定了掺Er~(3+)光纤的有效倍频长度,探讨了掺Er~(3+)光纤产生高转换效率倍频光的物理过程。倍频光的脉宽是基频光波的0.7倍和短光纤中倍频光峰值功率随泵浦激光峰值功率平方变化的实验结果表明,倍频光是通过二阶非线性过程产生的。     

掺Tm3+石英光纤频率上转换过程的实验研究

报道了实验研究连续１０５３ｎｍＮｄ＾３＋：ＹＬＦ激光泵浦国产掺Ｔｍ＾３＋石英光纤产生紫外（３８７．４ｎｍ）、蓝光（４７７．４）、红光（６５１．４）、近红外光（８０２．９ｎｍ）的频率上转换荧光的实验结果。测量了荧光发射光谱以及发光强度随泵浦功率的变化,并给出了实验结果的初步机理解释。     

Er~(3+)/Yb~(3+)共掺氟化物颗粒的红外光谱特性及Judd-Ofelt理论分析

制备了Er3+/Yb3+共掺氟化物基质颗粒并对其吸收光谱进行测试。研究了不同基质、煅烧温度以及不同的Er3+/Yb3+共掺比例对颗粒在980nm及1550nm波段附近吸收特性的影响。应用Judd-Ofelt(J-O)理论对样品光谱进行了分析,拟合得到强度参数为Ω2=9.9887,Ω4=2.7333,Ω6=0.4868。结果表明,样品通过高温热处理提高了声子辅助跃迁几率,提高了能量转化效率。Er3+/Yb3+以1:6比例混合共掺时吸收性能最好。J-O理论分析表明,氟化物颗粒有较低的声子能量,Er3+/Yb3+共掺氟化物材料具有较好的红外吸波特性,是一种很好的红外上转换材料。     

Er~(3+)/Yb~(3+)共掺杂芯-包异质型磷酸盐玻璃光纤

通过高温熔融法制备了Er3+/Yb3+共掺磷酸盐纤芯玻璃,设计并熔制了组分相异的纤包玻璃,采用棒管法拉制Er3+/Yb3+共掺芯-包异质型磷酸盐玻璃光纤,并对光纤开展增益测试。在980 nm波长的激光激发下,当激发功率为457.1 mW时,在1535.7 nm波长处获得32.3 dB的相对增益和15.0 dB的内增益,光纤的内增益系数达2.6 dB/cm。     

掺Yb~(3+)石英光纤的制作

利用一种新型的环形石墨炉加热的改进的化学汽相沉积(MCVD)车床制作出了高吸收、低背景损耗单包层高掺Yb3 石英光纤,并对其几何参数和吸收谱进行了测量、分析和讨论,得出了高掺Yb3 石英光纤的制作要点在于高质量疏松层的制作的结论,并分析了疏松层中掺P有助于提高掺Yb3 量的机理.制作出的高掺Yb3 单包层石英光纤样品在976 nm波长下的吸收可达594 dB/m,而背景损耗只有0.1 dB/m.     

掺Er~（3＋）和掺Er~（3＋）／Yb~（3＋）光纤中1313nm到780nm的频率上转换过程

研究了在连续锁模和调Ｑ锁模两种脉冲泵浦条件下，掺Ｅｒ（３＋）和掺Ｅ３＋／Ｙｂ３＋单模ＧｅＯ２／ＳｉＯ２石英光纤中，１３１３ｎｍＮｄ：ＹＬＦ激光到７８０ｎｍ波长的频率上转换过程。Ｅｒ３＋离子在共振吸收两个光子后到４Ｆ９／２态，再经快速的无辐射转移到４Ｉ９／２态．形成７８０ｎｍ辐射。在连续锁模泵浦条件下．１３１３ｎｍ至７８０ｎｍ的转换效率比调Ｑ锁模条件下更高．而后者的峰值功率是前者的几百倍。     

Yb~(3+)光纤放大器

模拟计算了在 910nm抽运下掺镱光纤放大器 (YDFA)的增益、饱和与噪声特性 ,分析表明 ,975nm处反向传播的ASE是抑制放大器小信号增益并影响其噪声性能的重要因素。     

Er3+/Yb3+共掺光纤激光器中能量上转换的抑制

通过对掺Er^3 和Er^3 /Yb^3 共掺光纤激光器的输出功率进行数值模拟发现：高浓度的Er^3 /Yb^3 共掺光纤激光器的最大量子转换效率比同等浓度下的掺Er^3 光纤激光器的最大量子转换效率高出一倍。说明由于Yb^3 的加入，Er^3 /Yb^3 共掺光纤激光器有效地抑制了能量上转换，提高了受激转换效率。     

铒/镱共掺光纤的超荧光研究

研究了铒/镱共掺光纤的超荧光特性,用4.5 m长铒/镱共掺光纤在248 mW的1 064 nm Nd∶YAG激光泵浦下,在峰值波长1 534.96 nm处,光谱3 dB带宽为1.76 nm.其输出光功率达23 mW,斜率效率为12.9%,输出功率稳定性为±0.05 dB.     

Er~(3+)/Yb~(3+)共掺光波导激光玻璃的光谱特性研究

制备了以P2O5,Nb2O5,Na2O,Ga2O3为基质的Er3 ／Yb3 共掺铌磷酸盐玻璃样品,差热分析显示其转变温度高达560℃,表明PNNG玻璃具有较高的热稳定性和离子交换特性。应用Judd-Ofelt理论计算了PNNG玻璃中Er3 离子的自发跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命等光谱参量。同时利用McCumber原理研究了PNNG玻璃在1.53μm处的受激发射截面和带宽,其值分别为σe(λ)=6.9×10-21cm2,△λ=55.7nm,结果表明重金属氧化物Nb2O5的加入提高了PNNG玻璃的折射率,从而提高了玻璃的发射截面和带宽,改善了光学特性。     

带光隔离器的双包层EYDFA特性研究

基于速率方程和光传输方程,对带光隔离器的级联双包层铒镱共掺光纤放大器(EYDFA)进行了研究.结果发现小信号条件下与单级结构相比,在三种泵浦方式中,前向泵浦级联结构的增益增加最多达到4.4dB,后向泵浦的增益最大,前向和双向泵浦的噪声系数接近理论极限3dB,前向泵浦的最佳光纤长度增大近1倍.     

铒镱共掺杂玻璃样品的荧光谱特性

介绍一种制作Yb^3 /Er^3 共掺杂玻璃样品的工艺。实验测量和分析了Yb^3 /Er^3 玻璃样品的荧光光谱和吸收谱。对Yb^3 /Er^3 系统的能量转移以及978nm波长泵浦下不同Yb^3 /Er^3 浓度配比样品的光谱特性进行了讨论。结果表明，当Yb^3 浓度为Er^3 浓度(0．5at．％)的9倍时，荧光强度最强。     

工作在L波段的多波长Er3 /Yb3 共掺光纤激光器

采用Er^3 ／Yb^3 共掺双包层光纤(EYDF)作为增益介质，利用一段标准的多模光纤作为空间梳状滤波器，于室温下实现了5个波长的稳定输出。通过调节偏振控制器的状态，可以实现对波长振荡个数和波长间隔的控制。腔中不加任何的稳定装置，在激光输出功率高于207mw时，仍能够得到多波长的稳定振荡，单一波长的线宽窄于0．15nm，边模抑制比大于32dB。通过优化单模光纤与多模光纤的熔接，选择更加合适的多模光纤，可实现更多波长个数的稳定的多波长输出。     

中频溅射技术沉积镱铒共掺Al2O3薄膜光致发光

用中频孪生靶溅射法在硅片上制备了镱铒共掺氧化铝薄膜(2 cm×2 cm),在室温下检测到薄膜的位于1 535 nm的很强的光致发光光谱(PL),讨论了泵浦功率、镱铒共掺比例、退火温度对光致发光光谱强度的影响.扫描电镜(SEM)观察分析表明,中频孪生靶溅射法沉积的薄膜致密、均匀、光学缺陷少.实验结果表明镱铒共掺薄膜的荧光强度不随泵浦功率的增加而饱和,最佳的镱铒共掺杂比例9∶1,最佳退火温度850 ℃,对各种实验结果给出了理论的解释.     

Influence of Input Pulse Durations on Properties of Er^3＋/Yb^3＋ Co-doped DCFA

Based on propagation-rate equations, the influence of different input pulse durations on the properties of Er^3＋/Yb^3＋ co-doped double-clad fiber amplifier at dynamic equilibrium was analyzed. The change characteristic of output power sag with pulse duration and repetition rate was shown. Whether single or multichannel input pulses are amplified, the shorter the input pulse duration is, the smaller the power sags of output pulse will be. At low repetition rate, upper gain values（Gupper） of gain swing are almost the same for different input pulse durations, which tend to the small signal gain, but lower gain value（Glower） of short input pulse is larger than that of long input pulse. At highrepetition rate, lower gain value（Glower） approaches to upper gain value（Glower）.     

不同泵浦方式下Er3 /Yb3 共掺光纤放大器的自发辐射谱

用改进的MCVD法和湿法掺杂技术设计制作了2种不同Er^3＋、Yb^3＋浓度比的Er^3＋／Yb^3＋共掺光纤（EYDF），利用980nm和1480nm泵浦LD对Er^3＋／Yb^3＋共掺光纤放大器（EYDFA）的放大自发辐射（ASE）谱进行了研究。利用980nm LD泵浦时，这2种光纤在C波段的ASE强度都很弱，吸收系数小的EYDF在C波段的荧光强度比吸收系数大的光纤大2个量级。用1480nmLD对吸收系数大的EYDF进行泵浦，优化光纤长度，此时C波段荧光强度比用980nm泵浦时大5个量级。这是由于对于EYDF在976nm附近Yb^3＋有很强的非饱和吸收，导致能量传输效率差，因此980nmLD不适合做高浓度EYDFA的泵浦源。而1480nm泵浦时，Yb^3＋不再作为敏化剂而只起到克服成对Er^3＋间的浓度淬灭问题，同时起到提高Er^3＋在石英基光纤中的溶解度的作用。     

掺Er~(3+)、掺Nd~(3+)光纤的光谱及其最佳泵浦波长和光源

本文给出掺Er~(3+)、掺Nd~(3+)和普通单模光纤在3800A——18000A波段上的吸收谱,以及关于半导体激光器激发掺Nd~(3+)光纤荧光曲线的实验结果,并对它们的吸收谱进行相互比较,讨论光纤激光器、放大器的最佳泵浦波长,建议用NYAB自倍频激光器作为掺Er~(3+)和Nd~(3+)光纤泵浦光源。     

Er3 /Yb3 共掺锗碲酸盐玻璃荧光特性及OH-的影响

制备了Er^3 ／Yb^3 共掺的70TeO2-5LiO2(25-x)B2O3-xGeO2(x=0，5，10，15，20％(mol))系列锗碲酸盐玻璃，测试了其荧光光谱、红外吸收谱以及Er^3 的I13/2能级寿命，并根据McCumber理论计算了E^3 能级中^4I13/2→^4I15/2跃迁的受激发射截面。讨论了OH对此系列玻璃荧光特性的影响。结果表明：此系列玻璃作为掺Er^3 光纤放大器(EDFA)的基质材料具有较好的带宽特性，随着GeO2含量的增加及B2O3含量的减少，Er^3 的荧光强度和^4I13/2能级寿命逐渐提高，OH^-的存在使得Er^3 的荧光强度降低，荧光寿命减小。