1565nm激光泵浦Tm^3＋：Ho^3＋共掺石英光纤激光器动态特性

利用1565nm激光作为Tm3+:Ho3+共掺石英光纤激光器的泵浦带是一项较新的研究内容,动态特性能够有效反映激光振荡机制建立过程中能级粒子数和激光功率的变化情况,为系统实验的优化提供理论依据。建立了该泵浦带下系统的理论模型,基于速率方程和功率传输方程,采用离散算法,在Matlab软件中设置泵浦功率为3W、光纤长度2.5m条件下,分别对Tm3+:Ho3+共掺石英光纤的输入端、中点处和输出端的动态变化特性进行理论研究。结果表明:不同位置处,光纤对泵浦功率的吸收程度不同;光纤中粒子数和激光功率的弛豫振荡开始和持续的时间表现出较大差异,信号光振荡峰值远大于达到稳态时的功率;系统的光-光转化效率达到56%。

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。

双包层石英基掺Tm^(3+)光敏光纤的研制及应用

掺Tm3+石英光纤将光纤激光器的输出调谐范围扩展到1 780~2 050 nm。掺Tm3+光纤激光器在医学、生物学、遥感、超快光学等方面被广泛应用。但是,近年来对掺Tm3+石英光纤的研制的报道较少。利用液相掺杂工艺在MCVD车床上研制了具有强光敏性的双包层石英基掺Tm3+光敏光纤。在这种光纤上写入均匀Bragg光纤光栅,由反射率为90%的光纤光栅和光纤端面反馈构成线形光学谐振腔。在工作波长为793 nm的泵浦光抽运下,获得波长为1 946.989 3 nm、谱线宽度为59.5 pm、功率为2.10 W的激光输出。

2μm波长掺Tm^(3+)光纤激光器的研究进展

2μm波长掺Tm3+光纤激光器是应用于医学治疗、人眼安全和激光雷达等远程探测系统的理想光源。介绍了Tm3+的能级特点,并对2μm波长掺Tm3+光纤激光器的各种泵浦方式进行了比较。

Multiphoton process and optical amplification in Er^(3+)-Yb^(3+)-doped fiber pumped by Ti:Al_2O_3 tunable laser at 980-nm band

The .Er3+-Yb3+-doped fiber has a broadened absorption spectrum, which means the pumping sources can work efficiently from 810 to 1100nm. Among them 980nm is the maximum.absorption （10 dB/km） wavelength. By energy transferring and multiphoton process, the visible and ultraviolet radiation occurs when the Er3+-Yb3+-doped fiber is pumped by the laser at 980-nm band. Further researches on the mechanism of the fluorescence of Er3+-Yb3+-doped silica fiber pumped by Ti: A12O3 tunable laser at 980-nm band are helpful

1565nm激光泵浦Tm∶Ho共掺石英光纤激光器稳态特性

与800nm和1180nm泵浦带相比较,1565nm泵浦有效消弱了多能级快速非辐射跃迁以及能量上转换损耗。建立了1565nm激光泵浦Tm3+∶Ho3+共掺石英光纤产生2μm激光的理论模型,给出系统完整的速率方程和功率传输方程,采用数值模拟的方法对理想条件下系统稳态特性进行分析。结果表明,采用1565nm激光作为泵浦源,能够获得高效率的激光输出。在泵浦功率为3W、光纤长度2.2m时,输出功率高达1.7W、量子效率57%、斜效率67%。这是目前此类光纤获得的较好转换效率。

新型高掺Tm^(3+)石英光纤制备及2.0μm激光性能研究

稀土掺杂石英光纤具有物化性能稳定、机械强度高、易于系统集成等优点,是目前光纤激光器最核心的增益介质,但其稀土掺杂浓度一般较低(<2%)。利用溶胶凝胶法和高温烧结工艺制备了Tm^(3+)掺杂浓度为8.29×10^(20) cm^(-3)的高硅氧玻璃,并表征了其光谱性能。采用溶胶镀膜和二次熔融拉锥方法制备了芯径约为4μm、外径为125μm的石英光纤,其可与商用无源光纤进行熔接。利用全光纤化线性腔结构,以制备的不同长度掺Tm^(3+)石英光纤作为增益介质,均可实现1947 nm激光输出,光信噪比约为70 dB;当光纤长度为4.6 cm时,斜率效率高达14.1%;同时搭建了掺铥光纤放大器,测得光纤小信号净增益系数为0.48 dB/cm。研究结果表明,该新型光纤制备方法可为高浓度掺铥石英光纤提供新途径,有望推动其在2.0μm单频及高重频锁模光纤激光器中的应用。

2μm光纤激光器的研究进展

近年来,2μm光纤激光器由于自身优点和重要应用价值受到人们的极大关注。综述了单掺Tm3+、单掺Ho3+和Tm3+:Ho3+共掺2μm光纤激光器的发展状况,分析提出1565nm抽运Tm3+:Ho3+共掺光纤激光器系统是产生2μm激光的较佳选择。

石英基掺Tm^3＋包层抽运光纤激光器

在MCVD车床上利用"湿法"掺杂方法研制出纤芯高掺Ge的石英基掺Tm3+光纤预制棒,采用侧面研磨和抛光工艺制成横截面为正六边形的光纤预制棒.经拉丝,内层涂覆低折射率材料后制成包层抽运光纤.测试其吸收谱,并对光纤参数进行优化.通过在光纤两端紫外写入光纤Bragg光栅,制成线形光学谐振腔,在工作波长793 nm的激光抽运下,获得工作波长1947.1031 nm、功率2.05 W的激光输出.由此证明这种光纤具有优异的光学特性.

室温条件下掺铥光纤放大器中光波群速减慢的研究

从掺铥离子光纤的速率方程和传输方程出发,建立了掺铥离子光纤放大器中光速减慢的理论模型,分析并讨论了介质的增益与泵浦光功率之间的关系。当掺铥离子光纤处于吸收区域时,粒子布居振荡导致光脉冲经历了饱和吸收过程,此时光脉冲传输延迟;当掺铥离子光纤处于增益区域时,粒子布居振荡导致光脉冲经历了增益饱和过程,此时脉冲传输超前。依据该理论模型进行了理论仿真计算,同时进行了室温条件下掺铥离子光纤中光波群速减慢传输的研究。

掺稀土元素Tm^(3+)石英光纤的研制

描述用液相掺杂技术研制掺Ｔｍ ３＋ 石英光纤并实现其相关参数的控制，并对掺Ｔｍ ３＋ 浓度及其测量方法进行了讨论。