Spectral and Lasing Properties of Er^(3+0/Yb^(3+) Co-Doped Phosphate Glasses Pumped by LD

Er^3 ＋/Yb^3 ＋ phosphate glasses were fabricated. According to McCumber theory, the stimulated emission cross-section of Er^3＋ ions at 1533 nm was calculated on the basis of absorption spectrum, and 0.84 × 10^-20 cm^2 is derived, the fluorescence lifetime of ^4I13/2 level is 8.5 ms. An Er^3＋/Yb^3＋ co-doped phosphate glass CW laser pumped by LD was demonstrated at room temperature. The maximum output power is 80 mW and slope efficiency is 16.5%.

Enhancement in Laser Performance of Er^(3+)/Yb^(3+) Co-doped Phosphate Glass Materials

Er3＋/Yb3＋co-doped phosphate are presented, laser glass materials with composition of P2O5-A12O3-Ba CO3-KNO3-Li2O-Zn O-Er2O3-Yb2O3（R-PABKLZ） are presented, in which an optimal molar ratio of 1：4 between Er3＋ and Yb3＋ was observed for achieving peak laser gain. Furthermore, due to adding 4.7 mol% Li1＋ and 4.6 mol% Zn2＋ ions into the glass, an optimum composition structure based laser material was demonstrated. On the other hand, since the high temperature melting method with changeable temperature control was used, the emission cross section of fl uorescence, excited lifetime, and an effective spectral half width reached 9.70 × 10-21 cm2, 8.20 ms, and 53.16 nm, respectively, so that a laser gain（semi× rad） of 103.05 was obtained, which is signifi cantly higher than previously reported results. The manuscript also argued the mechanism of relevant laser gain improvement.

Spectroscopic properties and mechanism of Tm^(3+)/Er^(3+)/Yb^(3+) co-doped oxyfluorogermanate glass ceramics containing BaF_2 nanocrystals

Transparent Tm^3＋/Er^3＋/yb^3＋ co-doped oxyfluorogermanate glass ceramics containing BaF2 nanocrystals are prepared. Under excitation of a 980-nm laser diode （LD）, compared with the glass before heat treatment, the Tm^3＋/Er^3＋/yb^3＋ co-doped oxyfluorogermanate glass ceramics can emit intense blue, green and red up-conversion luminescence and Stark- split peaks; X-ray diffraction （XRD） and transmission electron microscope （TEM） results show that BaF2 nanocrystals with an average diameter of 20 nm are precipitated from the glass matrix. Stark splitting of the up-conversion luminescence peaks in the glass ceramics indicates that Tm^3＋, Er^3＋ and （or） Yb^3＋ ions are incorporated into the BaF2 nanocrystals. The up-conversion luminescence intensities of Tm^3＋, Er^3＋ and the splitting degree of luminescence peaks in the glass ceramics increase significantly with the increase of heat treat temperature and heat treat time extension. In addition, the possible energy transfer process between rare earth ions and the up-conversion luminescence mechanism are also proposed.

Effect of SiO_2 On the Spectroscopic Properties of Yb-Er Co-doped Phosphate Glass

yb^3＋-Er^3＋ co-doped Na20-Al2O3-SiO2-P2O5 glasses with different SiO2 content have been fabricated and characterized. Absorption and emission spectra were measured. Judd-Ofelt theory and McCumber theory are performed to analyze the measured absorption spectra. The Judd-Ofelt intensity parameters Ω4 and Ω6 decrease with increasing SiO2 content. The emission cross-section of Er^3＋ decreases from 0.82×10^-20cm^2 to 0.76 × 10^-20cm^2 as the SiO2 content varies from 0 to 20 mol%.

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。

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

Er^(3+)-Yb^(3+)共掺磷酸盐玻璃平面波导

研制一种新型的Er3+ Yb3+共掺磷酸盐激光玻璃材料,在其上用离子交换方法进行平面光波导制作研究。实验表明,该玻璃在AgNO3+KNO3+NaNO3混合熔盐中具有良好的化学稳定性,为平面光波导放大器的制作提供了实验依据。

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。

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

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。

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+)/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.

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。

Er^3＋-Yb^3＋共掺杂光纤环型腔被动谐波锁模激光器

报道了Er3+-Yb3+共掺杂光纤作为增益介质的环型腔光纤激光器。利用光纤的非线性偏振旋转效应产生可饱和吸收体的锁模机制,通过调整泵浦功率,调节偏振控制器的状态,实现了连续基波锁模和高阶谐波锁模两种稳定的锁模运转状态。其中连续基波锁模重复频率15.89 MHz,中心波长为1.557 nm,光谱宽度为9.9 nm。二阶谐波锁模重复率为31.79 MHz,三阶谐波锁模脉冲重复率为46.99 MHz。观察到了调Q锁模和调Q脉冲序列,给出了各种运转状态的实验结果并对多种锁模机理作了简要的分析。

Er^(3+)/Yb^(3+)共掺双包层光纤超荧光光源的实验研究

报道了基于双程后向单级泵浦结构的宽带Er3+/Yb3+共掺双包层光纤超荧光光源的实验研究结果。采用980nm泵浦源,通过优化泵浦功率和光纤长度,在波长1550nm处,实验仅用1m Er3+/Yb3+共掺双包层光纤获得了30.8mW的超荧光输出,泵浦斜效率为28%,光谱3dB带宽为35nm。

双包层Er^(3+)/Yb^(3+)共掺光纤放大器

详细描述了双包层E r3+/Y b3+共掺光纤放大器的基本原理和基本结构,介绍了此类光纤放大器在提高输出功率、提高增益、降低噪声及增益平坦等方面的研究进展,并报道了最新的实验结果:采用双包层E r3+/Y b3+共掺光纤放大器,实现了中心波长位于1 561 nm、3 dB带宽为8 nm、输出功率达1.16W超荧光输出,光光转换效率可达32%。

光纤参数对双包层Er^(3+)/Yb^(3+)共掺光纤激光器的影响

为了研究掺杂浓度、包层尺寸对双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器的影响,根据双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器产生激光的机理,基于速率方程,采用改变Er3+,Yb3+掺杂浓度、内包层尺寸等光纤参数的方法,得到了双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器随光纤参数变化的特征结果。结果表明,在Er3+掺杂浓度不变的情况下,增大Yb3+的掺杂浓度,可有效地提高激光器的输出功率;在Yb3+掺杂浓度保持不变的情况下,增大Er3+掺杂浓度,也可提高激光器的输出功率,但提高的幅度不明显;减小内包层尺寸,激光器的最佳光纤长度随之减小。

双包层Er^(3+)／Yb^(3+)共掺光纤激光器粒子数空间分布特性研究

针对双包层光纤激光器内包层和纤芯中光强的不同分布,基于速率方程,研究了不同泵浦方式下双包层Er3+／Yb3+共掺光纤激光器上能级粒子数的空间分布。结果表明:无论采用何种泵浦方式,沿光纤的径向,越接近于纤芯中心处,上能级粒子数越低;越接近于纤芯边缘,上能级粒子数越高。沿光纤轴向,激光输出端归一化的上能级粒子数总是少于非输出端归一化的上能级粒子数。