多组分玻璃光纤与光纤器件-课件.pdf

2013年 “光纤技术新进展”全国研究生暑期学校 稀土离子掺杂多组分玻璃光纤 与器件 杨中民 华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室 2013年 “光纤技术新进展”全国研究生暑期学校 研 讨 内 容 1. 稀土离子掺杂多组分玻璃光纤 2. 光纤激光器 3. 光纤传感系统 4. 总结 一、玻璃光纤 信息社会 一、玻璃光纤 2009年诺贝尔物理学奖获得者高锟——现代光纤之父 一、玻璃光纤 石英光纤——SiO 含量大于90%的光纤 2 一、多组分玻璃光纤 有源石英光纤——在纤芯掺杂稀土离子 一、多组分玻璃光纤 光纤放大器 光纤网络 光纤激光器 稀土在熔石英中会出现不 互熔现象 一、稀土离子掺杂多组分玻璃光纤 石英玻璃光纤稀土掺杂浓度低 增益系数低 激光器：长腔 多纵模、低重频 放大器：长光纤 非线性 无法制作单频光纤激光器 无法实现高功率激光放大 无法制作基模锁定高重频飞秒激 无法实现短脉冲激光放大 光器 一、多组分玻璃光纤 多组分玻璃光纤—— 多种组分形成的光纤 光纤光学性质对比表 峰值发射波长 FWHM 峰值吸收截面 峰值发射截面 损耗 （nm ） (nm) (10-21 2 (10-21 2 寿命 (dB/km) nd n2 cm ) cm ) Er3+ Er3+ Er3+ Er3+ Nd3+ Er3+/ms Nd3+ / μs Nd3+ 硅酸盐 1532~1537 20~50 4~6 5.5~7.9 5~15 磷酸盐 1532~1535 27~45 8~9 6.4~9 8~10 锗酸盐 1531 25~53 5~7 5~7 1~5 4~7 160~800 50~1000 1.42~2.1 0.5~8.0 碲酸盐 1532 50~85 6.5~8.5 7.5~9 3~5 氟化物 1529~1531 40~64 5 4.8~5.9 9~16 石英 1531 20~40 5.5 5.5~8 0.8 10~13 550 20~50 1.46 0.7 石英玻璃的σ △υ较差，τ和n 较好 p， 2 一、有源多组分玻璃光纤 1、玻璃体系的选择 磷酸盐玻璃（1.0和1.5 μm ）、锗酸盐玻璃（2.0 μm ） 稀土离子可溶性高 掺杂浓度比石