【摘要】：隨著光纖制備技術(shù)的發(fā)展,人們已經(jīng)可以在1000-1700nm波段內(nèi)制成低損耗光纖。伴隨著人們對通信帶寬需求的大幅增長,只能夠在C+L波段使用的摻鉺光纖放大器已經(jīng)無法滿足人們的需求。所以,開發(fā)一種覆蓋整個通信窗口的超寬帶光纖放大器和激光器成為了人們的迫切需求。最近被報道的yU鉺共摻光纖(Bismuth/Erbium co-doped fiber,BEDF)能夠產(chǎn)生1000-1600nm的超寬帶熒光,是一種非常有前景制成覆蓋光纖低損耗窗口的寬帶光放大器和激光器的有源光纖材料,但是目前鉍摻雜光纖的近紅外發(fā)光機理仍存有較大的爭議。本文系統(tǒng)地研究了溫度變化條件下鉍鉺共摻光纖的寬帶熒光特性并分析其發(fā)光機理,具體工作如下:1.總結(jié)Er3+離子和不同價態(tài)鉍離子及不同鉍相關(guān)發(fā)光中心(Bismuth-related Active Center,BAC)的特性,研究高溫和低溫分別對于鉍摻雜光纖吸收光譜和發(fā)光光譜的影響。2.利用830nm泵浦一種鉍鉺共摻光纖,研究在高溫、低溫和常溫溫度變化條件下的BEDF近紅外熒光特性。實驗得出,高溫條件下,BAC-Ge濃度提高,930nm波長處的峰值功率提高;低溫條件下,BEDF中有新的BAC-Al生成;常溫條件下,熒光譜平坦度提高,強度減弱。3.利用980nm的光源泵浦同種鉍鉺共摻光纖,分析溫度對BEDF近紅外熒光特性的影響。實驗得出,高溫和常溫條件下基本無BAC-Si產(chǎn)生,低溫條件下BAC-Si濃度提高,產(chǎn)生平坦度較高的1400nm熒光。另外,對比研究了加熱過程對BEDF熒光特性的影響和相同實驗條件下?lián)姐s光纖(Erbium doped fiber,EDF)與鉍鉺共摻光纖熒光特性的差別。
【圖文】：

硅酸鹽玻璃，該玻璃體系中存在５００、７００、８００ｎｍ附近三個特征吸收峰，研究了逡逑不同泵浦條件下的發(fā)射光譜，在５００、７００、８００ｎｍ泵浦下激發(fā)了分別位于１１４０、逡逑１１２０、１２６０ｎｍ的發(fā)射峰，半高寬達到３００ｎｍ。如圖１－１［３］。逡逑５０邐邋邐逡逑⑷邐．（ｂｉｄ—逡逑４0－邐邐邐邋ｅｘ．邋７００邋ｎｍ邐＞１邋＼邋＼邋＼逡逑Ａ邐－邋－邋－邋＊邋ｅｘ．邋８００邋ｎｍ邐ｆ邋Ｉ邋＼邐＼逡逑ｉ邋ｉ－邐ｎ逡逑０Ｉ．邋邋邐邐邐邐邋0－邋，＿，＿，＿逡逑５００邐１０００邐１５００邐２０００邐２５００邐６００邐８００邐１０００邐１２００邐１４００邐１６００逡逑Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋［ｎｍ］邐Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ，邋ｎｍ逡逑圖１－１鉍d{雜鋁硅酸鹽玻璃的（ａ）吸收光譜和（ｂ）５００、７００、８００ｎｍ泵浦下的發(fā)射光譜［３】逡逑２００３年，ＦｕｊｉｍｏｔｏＷ等用８００ｎｍ泵浦源泵浦鉍摻雜玻璃，在１３００ｎｍ處實現(xiàn)逡逑了熒光輸出。２００４年，中國科學院邱建榮、彭明營Ｗ等人在鉍摻雜鋁鍺氧化物逡逑玻璃中測定了其吸收光譜，并測得其近紅外寬帶熒光特性，其吸收光譜有５個明逡逑顯的吸收峰。當采用８０８ｎｍ激光器泵浦時

脈沖寬度１７ｐｓ，重復頻率為３．５７ＭＨｚ，能量為８４ｐＪ，并通過改進實驗方案，實逡逑現(xiàn)了邋５．７ｎＪ的輸出脈沖，并將脈沖壓縮至６３０ｆｓ。２０１４年，１？１＾0￥等【２１］總結(jié)了基逡逑于鉍摻雜材料的連續(xù)光纖激光器研宄情況，如圖１－２所示。圖中位于橫坐標上的逡逑圓點表示泵浦波長，，實現(xiàn)的激光輸出波長范圍用與該圓點連接的圓圈圈起，其相逡逑對應的激光輸出功率強度與縱坐標相對應，激光斜率效率則直接用數(shù)字表示。從逡逑中可以看出，鉍摻雜光纖連續(xù)激光器己經(jīng)可以覆蓋到整個石英光纖低損耗通信波逡逑段，并具有１５０－３００ｎｍ的發(fā)光帶寬，在１３１０ｎｍ和１５５０ｎｍ的斜率效率能達到４０％逡逑和６０％，并且激光強度普遍高于逡逑盡管基于鉍摻雜光纖的器件已經(jīng)獲得了一定的進展，但是關(guān)于鉍摻雜光纖中逡逑鉍近紅外發(fā)光機理的認識仍然不清晰。即使目前己經(jīng)對鉍相關(guān)的近紅外活性中心，逡逑例如ＢＡＣ－Ｓｉ、ＢＡＣ－Ｇｅ、ＢＡＣ－Ａ１等進行了總結(jié)研究
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN253

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本文編號：2590842