新型铋掺杂玻璃的超宽带光放大

研究了几类可用于超宽带光纤放大器的新型增益介质,实现了铋掺杂玻璃覆盖多个光通信窗口的光放大.     

超宽带光纤放大器用的新型掺铋发光材料

最近,一种新型的掺铋发光材料引起了人们的关注。这种发光材料有长的荧光寿命(τ>200μs),在800nm激光激 发下发射波长在1200-1600nm区间的超宽带荧光(荧光半高宽FWHM>200nm),其发光性质与以往文献中报道的Bi3+或 Bi2+掺杂的发光材料的性质截然不同;光发射截面(σem)是光掺铒光纤放大器玻璃(EDFAG)的2-3倍,其σem×FWHM值是 EDFAG的10倍左右,σem×τ值是掺Ti3+蓝宝石的3倍左右。     

超宽带发光铋掺杂玻璃及光纤的研究进展(特邀)

自诺贝尔奖获得者高锟提出可用玻璃光纤代替传统电缆传输线,利用光波导传输光信号的方法来实现信息传输以来,人们就一直致力于优化现有光纤的性能和探索新的光纤激光介质材料。目前,用于光通信系统的光纤激光器和光放大器的增益光纤多见于稀土离子掺杂玻璃光纤,然而稀土离子固有的f-f跃迁导致较窄的传输带宽已经无法满足日益剧增的网络数据传输需求。铋(Bi)离子是继过渡金属离子、稀土离子后的第三类激活离子,是激光材料领域发展的新方向。目前,Bi掺杂玻璃光纤已经在1 150～1 550 nm和1 600～1 800 nm范围内实现了激光输出和光信号放大。这充分说明了Bi掺杂玻璃光纤有望解决现有数据传输能力不足的问题,成为新一代光纤激光器和放大器的增益材料。因此,文中主要介绍Bi掺杂玻璃和光纤的研究进展,分析Bi掺杂玻璃及光纤材料目前存在的问题,并展望了未来的研究方向。     

具有双路输出的高速超宽带光接收模块的研究

研制了一种高速超宽带光接收模块.该模块由交流信号和直流信号两路输出组成:交流部分采用了集成的PIN-TIA组件以及宽带微波放大器,交流光电转换的响应度达到了1 500V/W,上升时间缩短至82 ps,即带宽达到4.2 GHz;直流部分由PIN探测器和跨阻放大器组成,直流光电转换的响应度达到了1 500 V/W.文章重点介绍了系统的设计方案、工作原理、参数设计以及特性曲线分析,并且对测试得到的主要参数进行了总结分析.     

Yb3+掺杂锂硅酸盐玻璃的近红外发光特性

为了研制高功率光纤激光器的掺镱纤芯材料,采用高温熔融法制备了0.70SiO₂-0.18Li₂CO₃-0.04MgCO₃-0.04BaCO₃-0.02Al₂O₃-0.02Yb₂O₃（摩尔分数）锂硅酸盐玻璃样品,测试了其吸收光谱和858nm激发下的荧光光谱,进一步对光谱和激光性能参量进行了理论计算。结果表明,样品的主荧光峰位于1036nm附近,荧光有效线宽为94.1nm,吸收截面为1.143pm2,发射截面为1.024pm2,荧光寿命为0.98ms,激发态最小的粒子数仅为0.042,最小抽运强度为0.76kW·cm-2。与近年来相关文献中报道的镱掺杂玻璃相比,该掺镱锂硅酸盐玻璃在光谱及激光性能上比较有优势,有望在研制镱掺杂光纤中得到应用。     

掺铋光纤铋活性中心发光机理的研究进展

掺铋光纤具有独特的发光特性,在光纤放大器和激光器中有着广阔的应用前景。为了掌握掺铋光纤的发光机理,研制出高效率、高性能的掺铋材料,整理了掺铋光纤发光机理的研究成果,从铋活化中心的结构和发光特性出发,总结了掺铋光纤中不同结构与发光波长之间的关系。掺铋材料由于具有荧光寿命长、光谱范围宽等优点,有望在超宽带光源、超宽带放大器、可调谐激光器等领域得到更为广泛的应用。     

钾离子交换铒—镱掺杂磷酸盐玻璃放大器

已开发出一种同铒－镱共掺杂磷酸盐玻璃制作钾离子交换波导的方法。本文对泵浦和信号波波长以及波导长度对波导增益的影响进行了研究。在１．３０μｍ信号波长处，６ｍｍ长波导的内部增益达１９．５ｄＢ，测得噪声系数为４ｄＢ。     

掺Er3+玻璃光波导放大器的新进展

介绍了掺稀土元素的玻璃集成光波导放大器的原理、结构和制作方法特点,同时介绍了这一领域的新进展和发展趋势。     

宽带与超宽带光纤放大器研究进展及展望

对目前实现1.55μm窗口宽带／超宽带放大的各种方案进行综述和分析,讨论了各类光纤放大器应用中涉及的关键问题并指出各自的优缺点,提出了对宽带、超宽带光纤放大器发展趋势的理解。     

Bi离子掺杂GeO2-Nb2O5-X玻璃的近红外宽带发光特性研究

用高温熔融法,制备了Bi离子掺杂浓度为1mol%的80GeO2-10Nb2O5-10X(X=Li2O,Na2O,CaO)系列玻璃。分别测定了样品的差热分析(DTA)曲线、吸收光谱、发射光谱、荧光寿命及傅立叶红外光谱(FTIR)。从DTA曲线估算出样品的结晶起始温度和软化温度的差值达200℃以上,该玻璃系统具有良好的热稳定性。在吸收光谱中,观察到由Bi掺杂所引起的约511nm和722nm两处吸收峰。在808nm波长的激光二极管(LD)激发下,观察到发光中心约为1 300nm、荧光半高宽(FWHM)约为200nm、荧光寿命约为133μs的宽带发光。在3组分玻璃中,含Li2O的玻璃具有最强的近红外宽带发光。从其红外吸收光谱可推断Bi3+与Bi5+共存于玻璃中,玻璃的近红外宽带发光可能起因于Bi5+。     

纳米Au增强掺Er3＋铋酸盐玻璃近红外发光特性

研究了掺Er³⁺含Au纳米颗粒铋酸盐玻璃在波 长为980nm的LD抽运下1.53μm波长处的发光 特性。测试得到表征 Au纳米颗粒存在的表面等离子体共振(SPR)峰位于565～586nm波长 之间,透射电镜(TEM)图像中观察到密集分布形状各 异的Au纳米颗粒,尺寸约为5～16nm。研究表明,随着AuCl含量增加 ,1.53μm波长处荧光强度呈现先增强后减弱 的趋势,在AuCl掺杂浓度为0.2wt%时取得最大值,为未掺杂时的4.3倍;荧光增强原因归结于Au纳米颗粒SPR引起的局域场增强以及Au 0→Er³⁺的能量转移,荧光淬灭原因归结于Er³⁺→Au⁰的能量反向转移。     

具有片上巴伦的CMOS超宽带接收机

本文介绍了一种具有片上巴伦的超宽带(UWB)3GHz～5GHz直接转换接收机。它由电容交叉耦合共栅极低噪声放大器(LNA)和改进型吉尔伯特混频器组成,采用SMIC RFCMOS技术。仿真结果表明,本文所设计的UWB接收机具有较好的输入匹配(<-9dB)、3.9dB～5.5dB的噪声系数和19dB～25dB的功率转换增益。在1.2V供电情况下消耗22mA电流,并占用0.66×0.8mm~2芯片面积(包括焊盘)。     

Yb3+掺杂铋酸盐玻璃的低温发光特性

选取55Bi2O3-25B2O3-10SiO2-7Ga2O3-3Yb2O3系统铋酸盐玻璃,研究了在不同温度(9-350 K)下Yb3+离子的发射光谱和荧光寿命变化情况,计算了不同温度下Yb3+离子在976和1020 nm的有效线宽△λeff,比较了不同温度下Yb3+离子的光谱特性和荧光寿命变化情况.发现随着测试温度的降...     

超宽带Er3+-Tm3+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.     

光学碱度与能量传递对Bi/Yb3 共掺杂锗酸盐玻璃近红外发光性质的影响

采用传统高温熔融法制备了Bi/Yb3 共掺杂锗酸盐玻璃,通过测试吸收光谱、近红外光谱和荧光衰减寿命,研究了玻璃样品的近红外发光性质。在980nm 或808 nm 激光激发下,均能同时观察到Yb3 和Bi离子的近红外发光,这一结果表明,Yb3 离子与Bi离子之间存在相互能量传递。随着Yb3 离子浓度的增加,玻璃基质的光学碱度和Yb3 离子到 Bi 离子的能量传递效率均增加,讨论了能量传递效率的提高对Bi离子发光的增强作用与光学碱度增加对Bi离子发光的削弱作用的竞争影响机制,获得了Bi/Yb3 近红外发光的机理。     

980nm波段泵浦的掺铒硅酸盐玻璃光波导放大器的增益特性

在忽略放大自发辐射（ASE）的情况下,考虑羟基和上转过程的影响,研究了980nm波段泵浦的铒离子注入硅酸盐光波导放大器的增益特性。详细讨论了羟基、上转过程、铒掺杂浓度和8泵浦功率对增益的影响。数值计算结果表明,上述参数的优化对提高放大器的增益是极其重要的。     

新型超宽带光纤放大器的研究进展

探讨了超宽带光纤放大器发展的三个方向,并按实现方式的不同,对几种典型的新型宽带光纤放大器从原理、结构、特性和发展现状等方面进行了综述。     

一种0.03～1.7 GHz超宽带低噪声放大器的设计与制作

为了降低接收机前端的噪声,设计了一种超宽带低噪声放大器。选用噪声较小、增益较高且工作电流较低的放大管,利用负反馈和宽带匹配技术,结合ADS和HFSS微波软件辅助设计,放大器在30 MHz~1700 MHz范围内,增益大于31 dB,平坦度小于±0.5 dB,噪声系数小于2.3 dB,驻波比小于1.6。     

高非线性铋酸盐玻璃光纤的研究进展

一种具有极高非线性系数(γ=1 360 W-1·km-1)的新型非线性光纤--铋酸盐玻璃光纤近年来受到广泛关注.为此首先介绍了铋酸盐玻璃作为非线性材料的特点,综述了铋酸盐玻璃光纤作为高非线性光纤的研究历程和应用情况,最后对当前铋酸盐玻璃光纤研究中存在的问题进行了讨论.