3 dB带宽达80 nm的双包层掺镱超荧光光纤光源

采用大模面积双包层掺镱光纤作为增益介质搭建了一台双程前向超荧光光纤光源,该光源的输出功率随泵浦源注入电流的增加基本呈线性增加,最大输出功率为341 mW。其独特的优势是现实了掺镱光纤最宽的超荧光输出,在输出功率从201～341 mW之间,超荧光光谱的3 dB带宽超过80 nm。其输出功率虽然不是很高,但是在一般情况下能够满足人们对超荧光的需求。从镱离子的能级结构和镱离子在石英基质中的吸收截面与发射截面出发,分析了能够得到最宽超荧光输出的物理原因。这台双包层掺镱超荧光光纤光源由于充分利用了镱离子在1 025和1 075 nm附近的超荧光辐射,因而能够得到3 dB带宽为80 nm的超荧光输出。     

用于光纤光栅制作的监控光源掺Yb3+超荧光光源的研究

根据石英中Yb³⁺发射光谱在1030 nm发射截面比1053 nm附近大得多而导致在1030 nm附近出现荧光峰值的特点,采用抑制1030 nm附近荧光峰值、提高1053 nm附近荧光输出的方法,在装置中使用反射圈对超荧光进行了研究,在82 mW泵浦功率下得到了19 mW的超荧光,其中1053 nm附近荧光输出达到-31.7 dBm. 用这种方法研制的超荧光能监控中心波长从1013 nm到1093 nm范围内、反射率从30 dB到60 dB所有光纤光栅的制作.     

高稳定宽频带掺铒光纤超荧光光源

理论研究了双程后向结构掺铒光纤超荧光光源的特性。结果表明 ,在任意反射镜参数下 ,只要选取适当的掺铒光纤长度 ,该结构光源总能实现不依赖于抽运功率的平均波长高稳定性运行 ;在光源高稳定性的前提下 ,反射镜参数优化后的该结构光源具有较宽的频带宽度和较高的抽运效率     

高能掺镱离子光纤激光器的研究

从激光器的速率方程出发,对光纤激光器的工作原理以及输出特性进行了研究,得到了光纤激光器在稳态条件下阈值条件和激光器输出功率的表达式.利用数值模拟结果对光纤激光器基本参量进行分析和论证.为光纤激光器的优化设计提供理论依据.并提出了全光纤型光纤激光器的实验方法.获得了最大功率7.5 W、波长1080 nm、峰值半宽0.11 nm的连续单模激光输出.     

光纤陀螺用掺铒超荧光光纤光源输出特性研究

介绍了掺铒超荧光光纤光源(SFS)的基本原理和SFS各种基本结构的特点。结合实际应用选择了单程后向(SPB) SFS作为光纤陀螺用光源。理论分析了影响单程后向掺铒超荧光光纤光源输出特性的各种因素。通过实验分析了铒纤长度对单程后向掺铒光纤光源泵浦效率和输出光谱的影响,特别是对中心波长稳定性的影响,对于单程后向结构掺铒光纤光源来说,铒纤长度有一个最佳值。演示了铒纤在选择最佳长度的情况下,泵浦功率对输出谱型的影响。通过实验分析了-40℃～60℃之间光源输出光谱和输出光功率的温度稳定性。最终得到了适用于惯导级光纤陀螺的光源。     

新颖的高功率L-波段掺铒光纤超荧光光源

研究了L-波段超荧光在光纤中的产生机理,设计了一种带光纤圈反射器的双级双程前向输出L-波段光源结构,通过对两级采用掺铒浓度不同的光纤并优化其长度及两级泵浦光功率,实验中获得了功率高达19.86mW(12.98dBm)、中心波长为1577.421nm的L-波段(1555-1620nm)超荧光光源。实现了低浓度掺铒光纤起诱导光及改善光谱的作用,高浓度光纤为主要发光源,采用光纤圈反射器提高了泵浦光的利用效率、光源的平坦度及稳定性。同时分析了结构中各个参量对光源各方面性能的影响,对光源的设计具有指导意义。     

L波段高掺铒光纤超荧光光源

采用半导体激光二极管泵浦12cm长高掺铒光纤,在双程前向装置中,获得了10.8mW最大超荧光输出功率,斜率效率10.6%,在1553.1~1588.6nm接近36nm的范围内,功率抖动小于0.2dBm。作为比较,在相同实验条件下泵浦10cm长的高掺铒光纤,结果显示输出光谱带宽明显下降,C波段的放大自发辐射远大于L波段的,由此也证明了L波段的放大自发辐射是由C波段的放大自发辐射泵浦产生的。     

一种高功率掺铒光纤超荧光光源

通过优化掺铒光纤各种参量,用一个980 nm激光二极管作抽运源,采用单程结构,在一根光纤后向获得功率高达31.74 mW(15.02 dBm)的C-波段ASE输出的同时,其前向得到了功率为10.14 mW(10.06 dBm)的L-波段ASE输出.通过简单连接组合可得到输出覆盖C＋L波段(1525~1620 nm)功率＞36 mW的掺铒光纤宽带光源.     

掺铒光纤超荧光光源的理论模拟

应用打靶法的基本思想,提出了一条求解掺铒光纤超荧光光源模拟方程 的有效途径,首次从理论上分析了双程后向结构掺铒光纤超荧光光源的有关特性,并给予了细致的物理解释。     

新型三段高性能的长波段掺铒光纤超荧光光源的研究

提出了一种第一段无泵浦、第二段前向泵浦和第三段后向泵浦的三段级联掺铒光纤超荧光光纤光源的新结构.数值分析了泵浦光波长、铒光纤长度以及泵浦比例对新结构性能的影响.结果表明可以找到一组适合制作成本低廉、输出功率高、谱平坦的长波段掺铒光纤超荧光光源.     

Yb3+掺杂四磷酸盐玻璃光谱研究

制备了Yb³⁺掺杂四磷酸盐玻璃,以实测的吸收光谱及荧光光谱计算了Yb³⁺在四磷酸盐玻璃中各光谱性能参数和激光性能参数,以荧光捕获效应讨论了倒易法和Fuchtbaucr-Ladenbury公式之间的计算差异.此外,还进一步讨论了Yb³⁺在四磷酸盐玻璃中各性能参数的浓度效应以及OH基对Yb³⁺发光的影响.研究表明Yb³⁺掺杂四磷酸盐玻璃具有相当优良的光谱和激光性能参数.关键词：3+掺杂')\" href=\"#\">Yb³⁺掺杂四磷酸盐玻璃光谱性质     

全光纤超短脉冲掺Yb3+光纤环形激光器

讨论了自启动被动锁模掺Yb³⁺光纤环形激光器产生短脉冲的机理,并研制出全光纤结构超短脉冲掺Yb³⁺光纤环形激光器.采用两个976nm半导体激光器级联抽运作为抽运源,高掺杂浓度掺Yb³⁺光纤作为增益介质,利用光纤的非线性偏振旋转效应,得到自启动、十分稳定的ps量级锁模光脉冲.激光器锁模阈值功率260mW,输出功率25mW,锁模光脉冲中心波长1056nm,3dB带宽11.7nm,重复频率20MHz.与其他结构光纤激光器相比,这种全光纤结构具有更高的效率和更好的稳定性.关键词：环形光纤激光器3+光纤')\" href=\"#\">高掺杂浓度掺Yb³⁺光纤自启动被动锁模     

Blue Cooperative Luminescence In Yb3+-Doped Barium Gallogermanate Glass Excited At 976 nm

The Yb³⁺-doped barium gallogermanate glass has been prepared via the conventional melt method. The absorption spectra, the near infrared emission spectra, the upconversion emission spectra and the differential scanning calorimetry have been measured. Bright blue upconversion emission centered at 476 nm has been observed under the 976 nm laser diode excitation at room temperature. The blue upconversion emission mechanism has been discussed on the blue emission intensity and the measured lifetime. The slope of the log-log plot of the blue emission intensity versus the pump power is equal to 1.98, and the blue luminescence decay time is half of the near infrared fluorescence decay time, confirming that the blue emission comes from Yb³⁺-Yb³⁺ pairs cooperative upconversion mechanism. The result of differential scanning calorimetry suggests that this type of glass is suitable as a potential candidate for fiber drawing.     

Upconversion properties of Er^3＋/Yb^3＋ co-doped TeO2-Nb2O5-Li2O glasses

The Er^3＋/Yb^3＋ co-doped TeO2-Nb2O5-Li2O glass is prepared by conventional melting method, and its upconversion spectra are measured. The intense green upconversion luminescence upon excitation with a 976 nm laser diode is observed with the naked eyes. The dependence of luminescence intensity on the ratio of Yb^3＋/Er^3＋ is discussed in detail, and the relationship between the ratio of green luminescence intensity to red luminescence intensity and the ratio of Yb^3＋/Er^3＋ is also studied, The luminescence intensity increases with the ratio of Yb^3＋/Er^3＋ increasing. The ratio of Yb^3＋/Er^3＋ plays a more important role than the concentration of Er^3＋ in determining the upconversion luminescence intensity. The ratio of green luminescence intensity to red luminescence intensity reaches a maximum when ratio of Yb^3＋/Er^3＋ is 3. Thus the glass could be one of the potential candidates for LD pumping solid-state lasers.     

Upconversion luminescence of Tm^3＋/Yb^3＋ codoped oxyfluoride glasses

Novel oxyfluoride glasses are developed with the composition of 30SiO2-15Al2O3-28PbF2-22CdF2-0.1TmF3 - xYbF3 - （4.9 - x） AlF3（x=0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0） in tool fraction, Furthermore, the upconversion luminescence characteristics under a 970nm excitation are investigated. Intense blue, red and near infrared luminescences peaked at 453nm, 476nm, 647nm and 789nm, which correspond to the transitions of Tm^3＋： ^1D2 →^3F4, ^1G4 →^3H6, ^1G4 →^3F4, and ^3H4 →^3H6, respectively, are observed. Due to the sensitization of Yb^3＋ ions, all the upconversion luminescence intensities are enhanced considerably with Yb^3＋ concentration increasing. The upconversion mechanisms are discussed based on the energy matching rule and quadratic dependence on excitation power. The results indicate that the dominant mechanism is the excited state absorption for those upconversion emissions.     

一种基于增益调制技术的全光纤化脉冲Yb光纤激光器

以波长为975 nm的半导体激光器作为泵浦源,周期性地脉冲泵浦一个包含Yb掺杂光纤和光纤光栅对的Yb光纤激光器,实现了基于增益调制技术的全光纤化高功率Yb光纤激光器的稳定脉冲输出.在50 kHz重频下,采用20 W的泵浦功率和2.4 μs的泵浦脉冲宽度,获得了1 060 nm波长脉冲宽度仅100 ns的稳定脉冲激光输出,单脉冲激光能量约为20 μJ.以此作为脉冲激光种子进行功率放大,获得了性能稳定的全光纤结构高功率脉冲激光输出,放大后单脉冲能量超过200 μJ,激光放大器斜率效率达到60%.     

高性能1018 nm光纤及激光器实验研究

对光纤预制棒制备过程中沉积的气体流量、管内压强等参数和光纤掺杂组分进行了研究. 研究发现通过共掺其他元素, 可以使掺镱光纤的荧光谱发生移动. 基于此, 制备了有利于1018 nm激光输出的掺镱双包层光纤. 在增益光纤长度为7 m时, 实现了22.8 W的1018 nm激光输出, 光-光效率接近70%, 并且没有观察到明显的自发辐射和饱和现象.关键词：光纤激光器双包层掺镱光纤1018 nm     

3-Dimensional thermal analysis of Yb-doped gain guided and index-antiguided fiber amplifier

In this paper, the thermal characteristics of gain-guided and index-antiguided (GG-IAG) fiber amplifier were investigated with a 3-D heat flow model, based on rate equations. From the simulation results, it is found that the longitudinal heat conduction has a very important influence on the GG-IAG fiber amplifier temperature distribution, and the GG-IAG fiber amplifier would be subjected to a more serious thermal problem. Finally, the influence of different pump directions, cooling methods, cladding radius and negative refractive index step on the temperature distribution has also been studied.     

激光二极管抽运下铥/镱共掺碲镓酸盐玻璃光谱特性研究

研究了808 nm和977 nm激光二极管抽运下铥/镱共掺TeO₂-Ga₂O₃-R₂O(R=Li,Na,K)玻璃光谱特性.利用Judd-Ofelt 理论计算了Tm³⁺离子在碲镓酸盐玻璃中自发辐射跃迁概率、荧光分支比和辐射寿命等光谱参数.在977 nm激光二极管抽运下,观测到Tm³⁺/Yb³⁺共掺碲镓酸盐玻璃很强的476 nm上转换蓝光(¹G₄→³H₆)和较弱的650 nm上转换红光(¹G₄→³H₄和³F_2,3→³H₆).分析表明476 nm蓝光发射为三光子吸收过程,650 nm红光发射为双光子和三光子混合吸收过程;而在808 nm激光二极管抽运下,玻璃上转换蓝色荧光为双光子吸收过程.实验发现,随着碱金属离子半径的增大,977 nm激光二极管抽运下蓝光上转换发光强度增强,而用808 nm激光二极管抽运蓝光上转换发光无明显的变化.关键词：碲镓酸盐玻璃铥镱共掺Judd-Ofelt 理论上转换