The influence of cation additives on the NIR luminescence intensity of Er^(3+)-doped borate glasses

Er3+-doped 25BaO-(25-x)SiO2-xAl2O3-25B2O3 transparent glasses are prepared with x = 0,12.5 and 25 by a solid-state reaction.The Er-related NIR luminescence intensity,which corresponds to the transition of 4I15/2-4I13/2,is obviously altered with different silicon/aluminum ratios.The Judd-Ofelt parameters of the Er3+ ions are adopted to explain the intensity change in the NIR fluorescence,and the Raman scattering intensity versus the amount of Al and/or Si components are discussed.The spectra of the three samples are quite similar in the peak positions,but different in intensity.The maximal phonon density of state for the samples is calculated from the Raman spectra and is correlated to the NIR luminescence efficiency.

3μm波段Er^(3+)∶ZBLAN光纤激光器研究进展及展望

3µm激光处于分子指纹区,在医疗外科、气体检测、军事应用等领域都有重要的应用价值。Er^(3+)∶ZBLAN光纤激光器具有效率高、可集成的优点,是3µm激光的主要输出方式。本文从铒离子跃迁产生3µm激光出发,围绕Er^(3+)∶ZBLAN光纤激光器,介绍了3µm激光产生的结构原理及能级系统,总结了实现该波段高功率连续输出和脉冲输出的技术方案和研究进展,重点介绍了基于不同材料可饱和吸收体的调Q和锁模激光器实验研究,并对目前实现3µm波段高功率输出需要解决的问题进行了分析,最后对Er^(3+)∶ZBLAN激光器的发展方向进行了展望。

Effects of Ce^(3+) doping on the structure and magnetic properties of Mn-Zn ferrite fibers

Ce3+-doped Mn-Zn ferrite fibers were successfully prepared by the organic gel-thermal decomposition method from metal salts and citric acid. The composition,structure,and magnetic properties of these ferrite fibers were characterized by X-ray diffraction (XRD),scanning electron microscopy (SEM),and vibrating sample magnetometer (VSM). The results show that Mn0.2Zn0.8Fe2-xCexO4 (x = 0-0.04) fibers are featured with an average grain size of 11.6-12.7 nm,with diameters ranging between 1.0 to 3.5 μm and a high ...

Er^(3+)/Yb^(3+)共掺光纤激光器中能量上转换的抑制

通过对掺Er3+和Er3+/Yb3+共掺光纤激光器的输出功率进行数值模拟发现 :高浓度的Er3+/Yb3+共掺光纤激光器的最大量子转换效率比同等浓度下的掺Er3+光纤激光器的最大量子转换效率高出一倍。说明由于Yb3+的加入 ,Er3+/Yb3+共掺光纤激光器有效地抑制了能量上转换 。

双包层Er^(3+)/Yb^(3+)共掺光纤激光器的实验研究

通过采用长度为 2m、入纤功率为 1W的双包层Er3 + /Yb3 + 共掺光纤作为增益介质所进行的双包层Er3 + /Yb3 + 共掺光纤激光器的实验 ,得到了波长为 15 6 3.5 96nm、功率为 2 4

双包层Er^(3+)/Yb^(3+)共掺光纤激光器稳态特性的分析

对 98 0nm泵浦光泵浦双包层Er3 + /Yb3 + 共掺光纤激光器进行了数值模拟 ,分析了泵浦光与激光在双包层Er3 + /Yb3 + 共掺光纤中的分布情况、输出功率与泵浦功率的关系、光纤长度与腔镜反射率对输出激光功率的影响 ,计算的最大斜效率为 5 6 .3%,接近于理论计算值的极限。

环形掺Er^(3+)光纤激光器输出特性分析与实验研究

理论分析了掺Er3+光纤环形腔激光器的输出特性,获得了稳态条件下激光器输出功率、阈值泵浦功率和斜率效率的解析表达式,分析了泵浦光波长、泵浦功率、Er3+光纤掺杂浓度、输出端耦合器分光比等的影响,推导了在特定输出波长处获得最大输出功率所需最佳掺Er3+光纤长度的解析表达式。进行了LD泵浦掺Er3+光纤环形腔激光器的实验工作,获得了斜率效率10%以上的激光输出。

双包层Er^(3+)/Yb^(3+)共掺光纤激光器动态特性的分析

分析了弛豫振荡前上能级Er3+、Yb3+粒子数的变化和弛豫振荡时Er3+上能级粒子数的变化情况以及弛豫振荡时激光功率的变化规律 ,结果表明

基于离散算法的双包层Er^(3+)/Yb^(3+)共掺光纤激光器动态特性研究

采用基于速率方程的离散算法,对双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器增益介质在不同位置的动态特性进行了分析。研究了增益介质在不同位置上的能级粒子数、激光功率随时间的变化。结果表明:增益介质在不同位置振荡达到稳态前上能级粒子数随时间的变化是不同的,并呈现出了不同的变化特点;不同位置处振荡开始时的最大峰值功率与达到稳态时的功率也不同;不同位置开始振荡的时间相同,达到稳态的时间也基本相同。对这一算法的稳态结果同简化速率方程的稳态分析值进行了对比,显示了泵浦功率较大且光纤长度较长时两者所具有的差异。

双包层Er^(3+)/Yb^(3+)共掺光纤放大器动态特性研究

基于速率方程的离散算法,实现了对双包层Er3+/Yb3+光纤放大器动态特性的分析。研究了不同信号和泵浦功率下单信道的瞬态功率、脉冲序列输出功率与增益随时间的变化以及多信道异步转移模式下输出功率和增益随时间的变化。结果表明:对于单个脉冲,在相同的泵浦功率下,输出脉冲的峰值功率取决于输入脉冲的峰值功率;在不同的泵浦功率下,输出脉冲的峰值功率取决于泵浦功率。对于脉冲序列,在达到稳定的输出前,将经历一个输出功率和增益由高到低的变化过程。对于异步转移模式的多信道脉冲,脉冲重叠时的功率和增益变化要快于非重叠时功率和增益的变化。

掺Er^(3+)飞秒光纤放大器的特性研究

依据二能级速率方程和光传输方程 ,理论计算了Er3 + 光纤放大器中Er3 + 光纤的最佳长度Lc 以全光纤飞秒激光器输出的孤子脉冲作为种子源 ,以理论值Lc 作为实际采用的光纤长度 ,实验测量了Er3 + 光纤放大器在同向泵浦和反向泵浦下信号光的输出功率 ,得到同向泵浦的增益为2 0 .0dB ,反向泵浦的增益为 2 0 .2dB 同时测量了脉冲宽度随泵浦功率的变化 ,实验结果表明 ,随着泵浦功率的增大 ,输出光脉冲的宽度的压缩效应经历逐渐增强后逐渐减弱的过程 在同向泵浦方式下 ,可以得到更短的输出脉宽 ,其最短脉冲宽度为 2

飞秒被动锁模环形腔掺Er^(3+)光纤激光器

在考虑增益、损耗、群速度色散、自相位调制、快速可饱和吸收体等各种参数同时作用情况下,分析了非线性偏振旋转效应自启动锁模机理,研究了腔体参数与锁模脉冲之间的关系,并给出飞秒被动锁模环形腔掺E r3+光纤激光器实验原理。实验采用性能稳定的980 nm半导体激光器作为抽运源,高掺杂短长度掺E r3+光纤作为增益介质,利用非线性偏振旋转锁模技术,得到了稳定的飞秒自起振锁模光脉冲。抽运功率为23 mW时,激光器输出锁模脉冲中心波长1 552 nm,3 dB带宽为7.6 nm,重复频率14.0 MH z,平均输出功率0.43 mW,自起振锁模泵浦阈值功率11.5mW,并观测到了稳定的高阶锁模脉冲输出。该激光器与报道过的相同结构光纤激光器相比,自起振泵浦阈值低、脉冲能量高、稳定性好,且频谱边带幅度小。

双包层Er^(3+)/Yb^(3+)共掺光纤放大器ASE的动态特性

基于速率方程的离散算法,对连续和脉冲泵浦下的双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器ASE动态特性进行了研究,对ASE随时间呈现不同变化的原因进行了分析。结果表明:连续光泵浦下,双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器ASE达到稳态的时间和输出功率的大小依赖于泵浦功率,ASE输出功率的增加与Er3+上能级粒子数的减少相对应;脉冲光泵浦下,光纤长度对正向ASE输出功率的饱和存在显著的影响,但不影响反向ASE输出功率的饱和。

窄线宽高信噪比可调谐掺Er^(3+)光纤激光器

基于偏振态调谐原理,利用多个偏振控制器在环形腔掺Er3+光纤激光器中实现了连续可调谐、窄线宽、高信噪比的单频激光输出·连续调谐宽度达22nm(1538~1560nm),3dB谱线宽度小于0.1nm,光信号-自发辐射噪音比大于45dB,最大输出功率约1mW·在10~50mW泵浦功率范围内,输出功率波动幅度小于1dB·在室温下,工作数十个小时,中心波长漂移小于0.05nm·

双程前向包层抽运宽带Er^(3+)/Yb^(3+)共掺超荧光光纤光源(英文)

为了研究基于双程前向结构的宽带Er3+/Yb3+共掺双包层光纤超荧光光源,采用976nm抽运,通过优化抽运功率,研究了采用不同长度光纤时光源的输出功率、平均波长和带宽。实验结果表明,采用60 cm长的Er3+/Yb3+共掺双包层光纤时,系统达到了最佳。同时获得了9.18mW的输出功率和34nm的带宽,平均波长稳定性约7.16×10-6/mW。当输出功率减少至3.78mW时,系统获得了80nm的最大带宽。

Er^(3+)/Tm^(3+)共掺光纤放大器的模型和增益特性

基于Er/Tm共掺石英光纤的能级跃迁及能量转移特性,建立了Er3+/Tm3+共掺石英光纤放大器的理论模型。采用离散算法,计算了自发辐射输出功率谱和放大器的信号增益。结果表明,依据模型计算的正向自发辐射输出功率谱与实验结果基本一致;输出信号的3dB增益带宽随不同的光纤长度和泵浦功率而变化;当输入的泵浦功率为0.2W,信号功率为1μW时,Er3+/Tm3+共掺石英光纤放大器的3dB带宽可达到110nm。

Er^(3+)/Yb^(3+)共掺光纤的研制与光谱分析

通过在Er3+/Yb3+共掺光纤中将Er3+离子的浓度提高到0.5%(wt)且没产生浓度猝灭时,使用该光纤进行泵浦放大,获得了22.3dBm的饱和输出功率,并与我们研制的掺Er3+光纤的相关参数进行了比较,对Er3+/Yb3+光纤和Er3+光纤的相关谱线进行了分析,可知Er3+/Yb3+共掺光纤在大容量高输出功率放大器应用方面的优势明显.

超宽带Er^(3+)-Tm^(3+)共掺石英光纤放大器串联特性分析

在不影响Er3+-Tm3+共掺石英光纤超宽带放大特性的前提下,提出了利用串联的方式提高系统功率增益的方法,并模拟仿真了两级串联此种石英光纤的工作特性。仿真结果表明:两级串联的Er3+-Tm3+共掺石英光纤的功率增益可达20 dB,基本上解决了其宽带放大但只具有低功率增益的特性。通过与现阶段其它宽带光放大器比较,可以看出采用此种方式的Er3+-Tm3+共掺石英光纤放大器无论在系统复杂度还是在成本方面都具有明显优势。

Mode-locked fiber lasers at 1064 and 910 nm wavelengths using Nd^(3+)-doped silica fiber

Mode-locked lasing operations at 1064 and 910 nm wavelengths are demonstrated,respectively,in two all-fiber laser oscillators using our homemade Nd^(3+)-doped silica fiber(NDF)as the gain medium.The Al3+/Nd^(3+)co-doped silica core glass was fabricated by the modified sol-gel method with 18,300×10^(-6) Nd^(3+)doping concentration.The NDF drawn by the rodin-tube method has a core of 4μm in diameter and a numerical aperture(NA)of 0.14.At 1064 nm,we measure an average laser output power of 18mWwith a pulse duration of 5.75 ps,a pulse energy of 1.14 nJ,and a slope efficiency of 7.2%.Using the same NDF gain fiber of a different length,a maximum average laser output power is 3.1 mW at 910 nm with a pulse duration of 877 ns,a pulse energy of 2.7 nJ,and a slope efficiency of 1.44%.

Er^(3+)-Yb^(3+)共掺DBR光纤激光器的实验研究

采用Er3+-Yb3+共掺单模光纤制作了DBR光纤激光器,有源光纤长度为10cm,光纤激光器为短腔结构。通过对不同前腔镜反射率的Er3+-Yb3+共掺DBR光纤激光器进行实验,得到了前腔镜反射率与激光器输出功率和阈值电流之间的关系,并对前腔镜反射率和有源光纤的长度的最优化选择进行了分析。