石英光纤与磷酸盐玻璃光纤间的熔接研究

针对石英通信光纤与多组分玻璃光纤间的连接与耦合问题，采用了一种非对称熔接方式，实现了石英光纤与磷酸盐玻璃光纤低损耗连接。并分析了接头损耗产生的主要原因。

Nd^(3+)/Yb^(3+)共掺磷酸盐玻璃光纤的发光与激光特性研究

以970 nm和808 nm半导体激光器作为抽运源,从光纤长度和抽运功率两个方面,探讨了Nd^(3+)/Yb^(3+)摩尔浓度比约为4:1的共掺磷酸盐玻璃光纤的发光与激光特性.在970 nm抽运下,光纤光谱以Yb^(3+)离子的发光为主,但Yb^(3+)→Nd^(3+)能量传递会对光纤光谱(激光和受激放大自发辐射)产生调制作用,调制作用随970 nm抽运功率或光纤长度的增加而显著,甚至出现显著的双波长激光现象.尽管玻璃样品中Nd^(3+)→Yb^(3+)的能量传递效率ηNd→Yb高达64%,但在808 nm抽运下,激光峰始终在1053 nm附近产生,且与808 nm抽运功率大小和光纤长度无关.为解释这一现象,推导了考虑Nd^(3+)离子受激辐射的能量传递模型.从理论模型来看,Nd^(3+)→Yb^(3+)能量传递作用随Nd^(3+)离子受激辐射信号光强度的增加而迅速减弱,这与该光纤实际测试的荧光光谱随808 nm抽运功率的变化规律相符合.因此,当采用Nd^(3+)离子来敏化Yb^(3+)离子时,需要考虑Nd^(3+)离子的受激辐射对Nd^(3+)→Yb^(3+)能量传递的抑制作用.

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。

短腔磷酸盐玻璃光纤激光器及其输出特性

利用1 cm长铒镱共掺高掺杂磷酸盐玻璃光纤制成直线型短腔光纤激光器,获得单频窄线宽、较大功率的激光输出。测量了输出功率随激光器热沉温度变化的特性;激光器热沉温度控制在11℃时,斜率效率可达24%;抽运功率为415 mW时,输出功率可达79 mW。光谱测试显示在1534 nm单纵模工作,边模抑制比(SMSR)大于50 dB。用零差法测得线宽为4.5 kHz。用低精细度法布里-珀罗(F-P)干涉方法,测量了磷酸盐玻璃光纤的折射率和热光系数分别为1.5195和-5.4×10^(-6)℃^(-1),并测得激光器在高抽运功率下斜率效率降低,输出功率呈亚线性上升的特性。对这一现象及其温度关系进行了定性分析和讨论。

光纤光栅主动稳频的短直线腔单频光纤激光器

利用1.8cm长的Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃光纤作为增益介质制作了一个可调谐的短直线腔窄线宽单偏振单纵模光纤激光器。其谐振腔反射镜由高反射率的光纤布拉格光栅(FBG)和低反射率的保偏光纤FBG构成,使用976nm单模半导体激光器作为抽运源。当进入谐振腔的抽运功率为360mW时获得了输出功率65mW,信噪比大于70dB,线宽约为3kHz,偏振消光比达到40dB的激光输出。另外,通过使用压电陶瓷(PZT)调节增益光纤的长度实现了激光波长的电调谐,其调谐斜率约为14.2 MHz/V。采用边频锁定的方式进行主动稳频,使得激光输出的长期频率波动从25MHz/10s减少到了2.5MHz/h,从而实现了全光纤结构的高功率、高频率稳定性的单频光纤激光器。

1.5μm波段连续单频光纤激光器的研究进展

连续单频光纤激光器在光纤通信、光纤传感、引力波探测、激光雷达、非线性频率转换、光谱学等领域有着广泛的应用前景,发展十分迅速.近20年来,1.5 m波段连续单频光纤激光性能不断提高,如激光线宽从兆赫兹到千赫兹、功率从毫瓦到近百瓦量级,但激光器的噪声抑制、放大线宽展宽、输出功率等仍有待进一步研究.本文回顾了获得1.5μm波段连续单频激光输出的关键技术,总结了本课题组基于磷酸盐玻璃光纤短腔Bragg反射(DBR)结构实现1.5 m波段连续单频光纤激光性能,以及单频激光功率放大的研究进展.