Er3 /Yb3 共掺锗碲酸盐玻璃荧光特性及OH-的影响

制备了Er^3 ／Yb^3 共掺的70TeO2-5LiO2(25-x)B2O3-xGeO2(x=0，5，10，15，20％(mol))系列锗碲酸盐玻璃，测试了其荧光光谱、红外吸收谱以及Er^3 的I13/2能级寿命，并根据McCumber理论计算了E^3 能级中^4I13/2→^4I15/2跃迁的受激发射截面。讨论了OH对此系列玻璃荧光特性的影响。结果表明：此系列玻璃作为掺Er^3 光纤放大器(EDFA)的基质材料具有较好的带宽特性，随着GeO2含量的增加及B2O3含量的减少，Er^3 的荧光强度和^4I13/2能级寿命逐渐提高，OH^-的存在使得Er^3 的荧光强度降低，荧光寿命减小。     

双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器

详细描述了双包层Er^3＋／Yb^3＋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Er^3＋／Yb^3＋共掺光纤放大器,实现了中心波长位于1561nm、3dB带宽为8nm、输出功率达1．16w超荧光输出,光光转换效率可达32％。     

激光二极管抽运超短长度Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃光纤激光器

Er^3＋／Yb^3＋共掺磷酸盐玻璃光纤具有很高的增益，单位长度增益已有报道可达5dB／cm。以此为介质的光纤放大器和激光器在光子集成、光通信等领域中具有很好的应用前景。目前国外已有用激光二极管（LD）抽运超短长度Er^3＋／Yb^3＋共掺磷酸盐玻璃光纤实现1．54μm激光输出的报道。     

掺Er3+钨碲玻璃光纤放大器的特性研究

以WO₃、TeO₂、ZnO和Na₂O为基质制备了掺Er³⁺钨碲(EDWTZn)玻璃.差热分析表明EDWTZn玻璃的转变温度达到427℃,比常规碲酸盐玻璃具有更高的热稳定性.McCumber原理研究的结果显示,EDWTZn玻璃在1530nm处的峰值受激发射截面和荧光发射半高宽分别为9.52×10^-21cm²和86nm.数值模拟结果表明,EDWTZn光纤放大器利用较短的激活长度就可获得足够的信号光放大,在1530nm波长附近能提供极宽的平坦增益带,当输入信号光功率为0dBm时,在大约70nm带宽范围内的平均信号增益大于20dB,不平坦度小于5dB.     

氟磷酸盐玻璃的应用研究进展

氟磷酸盐玻璃系统南于其特殊的光学性能和优良的机做与热学性能一直是特种光学玻璃材料领域的一个研究热点。总结了氟磷酸盐玻璃的分类及玻璃组分与其结构的关系，综述了氟磷玻璃在光学器件、高能高功率激光玻璃、光纤激光器、光纤放大器及上转换发光基质材料等领域上的应用，并对其未来的发展进行了展望。     

中红外玻璃光纤材料及拉曼激光光源研究进展(特邀)

高功率中红外光纤激光光源在前沿科学研究、空间光通信、医学诊断与治疗、环境污染监测和光电对抗等领域有着重要应用。拉曼光纤激光光源输出波长灵活，原则上可以在光纤材料透过窗口范围内获得任意波长激光，是实现中红外激光输出的一种重要手段。目前，基于硫系玻璃光纤、氟化物玻璃光纤、碲酸盐玻璃光纤等中红外玻璃光纤材料，已实现工作波长位于3.77μm的拉曼光纤激光器、平均输出功率为3.7 W的2 231 nm拉曼光纤激光器和波长调谐范围覆盖2～4.3μm的拉曼孤子激光光源。近期，笔者研究组制备出一种具有高热学和化学稳定性、高激光损伤阈值、大拉曼频移和高拉曼增益系数的氟碲酸盐玻璃光纤，并利用其作为非线性介质，先后实现了级联拉曼散射、级联拉曼光纤放大器、波长调谐范围覆盖1.96～2.82μm的拉曼孤子激光以及波长为～4μm的红移色散波，验证了氟碲酸盐玻璃光纤在中红外拉曼光纤激光光源研制方面的应用潜力。主要介绍了氟化物、硫化物及碲酸盐玻璃光纤材料的特点及相应的拉曼激光光源的相关研究进展，并对其未来发展趋势进行了展望。     

采用增益均衡技术的Er^3＋／Vb^3＋双包层光纤放大器

根据长周期光纤光栅（LPG）的透射谱公式，分析了长周期光纤光栅均衡滤波器的特性，并对Er^3＋／Yb^3＋双包层光纤和集束熔锥耦合结构的光纤放大器进行了实验研究。结合不使用增益平坦技术条件下增益特性曲线的特点，设计了一种由三个LPG组成的均衡滤波器。实验结果表明，在1525～1565nm波段上实现了50个信道的WDM光放大输出，平坦度为0．3dB。     

一种宽带放大器用掺铒碲酸盐玻璃光纤的增益特性

研制了一种新型掺铒碲酸盐玻璃TeO2-ZnO-Na2O-Bi2O3,利用Judd-Ofelt和McCumber理论计算了Er3 离子的强度参数、自发辐射几率、吸收截面和发射截面等光谱参数.应用四能级粒子数速率-光功率传输方程模型,研究了以该掺铒碲酸盐玻璃光纤作为增益介质时光纤放大器的增益特性,模型综合考虑了Er3 离子的能量上转移、交叉驰豫、激发态吸收和放大自发辐射噪声.模拟结果显示,研制的碲酸盐玻璃光纤具有高的信号增益和宽的增益谱特性,在200 mW泵浦功率和多波长信号(-30 dBm× 56 channels)同时输入情形下,最大信号增益和20 dB增益带宽分别超过了40 dB和80 nm,增益谱覆盖了C L波段区域,预示这是一种较为理想的可用于宽带放大的增益介质.同时得出,碲酸盐玻璃光纤结构参数的选择对其增益特性具有重要影响.     

Yb3+掺杂锌锗碲酸盐玻璃的热分析、光谱和激光性质

设计了组成为0．70TeO2-(0．20-x)ZnO-xGeO2—0．05La2O3-0．025K2O-0．025Na2O-0．01Yb2O3(摩尔分数x=0,0．05，0．10，0．15和0．20)的碲酸盐激光玻璃，测试了热学性质、吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命。计算了Yb^3 离子的吸收截面、受激发射截面、荧光有效线宽等参数。结果表明，组成为0．70TeO2-0．20GeO2-0．05La2O3-0．025K2O-0．025Na2O的玻璃具有优于著名的碲锌钠(TZN)玻璃的热稳定性，高的受激发射截面(1．23pm^2)。长的荧光寿命(0．92ms)和宽的荧光有效线宽(77nm)。通过激光性能评价。最小抽运强度为0．98kW／cm^2，表明掺Yb^3 组份的碲酸盐玻璃是实现高能短脉冲可调谐激光器的理想增益介质。     

Er3+掺杂重金属氧氟锗酸盐玻璃的光谱性质和上转换机理

研究了Er^3 掺杂重金属氧氟锗酸盐玻璃的吸收光谱和上转换光谱性质，分析了玻璃中Er^3 的上转换发光机理，应用Judd—Ofelt理论计算了Er^3 在玻璃中的强度参数Ωt(t=2，4，6)，自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命。结果表明，在975nm抽运光激发下，观察到强烈的绿光和微弱的红光；绿光和红光发射是由于双光子吸收过程，其上转换机理是能量转换(ET)和激发态吸收(ESA)。拉曼光谱分析表明，对于上转换发光，玻璃结构中的F^-离子起到重要作用。     

Enhancement of fluorescence emission and signal gain at 1.53 µm in Er3+/Ce3+ co-doped tellurite glass fiber

Er3+/Ce3+ co-doped tellurite glasses with composition of TeO2-GeO2-Li2O-Nb2O5 were prepared using conventional melt-quenching technique for potential applications in Er3+-doped fiber amplifier (EDFA). The absorption spectra, up-conversion spectra and 1.53 µm band fluorescence spectra of glass samples were measured. It is shown that the 1.53 µm band fluorescence emission intensity of Er3+-doped tellurite glass fiber is improved obviously with the introduction of an appropriate amount of Ce3+, which is attributed to the energy transfer (ET) from Er3+ to Ce3+. Meanwhile, the 1.53 µm band optical signal amplification is simulated based on the rate and power propagation equations, and an increment in signal gain of about 2.4 dB at 1 532 nm in the Er3+/Ce3+ co-doped tellurite glass fiber is found. The maximum signal gain reaches 29.3 dB on a 50 cm-long fiber pumped at 980 nm with power of 100 mW. The results indicate that the prepared Er3+/Ce3+ co-doped tellurite glass is a good gain medium applied for 1.53 µm broadband and high-gain EDFA.     

光纤参量放大器技术及其最新进展

介绍和论述了一种非常有实用前景的基于光纤非线性效应的光参量放大器(OPA)及其最新技术进展．最新发展揭示了它的很多技术特性优于传统的掺铒光纤放大器(EDFA)、半导体光放大器(SOA)和近年来很热门的光纤拉曼放大器(FRA)，如对信号的调制形式、比特率的完全透明性、相位共轭、超宽的增益带宽、很低的噪声指数和具备优异的全光波长转换功能．     

用于波导放大器的Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃的性能研究

通过优化熔融条件和玻璃组份,成功开发出一种新的Er3+/Yb3+ 共掺磷酸盐玻璃,其在沸水和熔盐中均表现出很好的化学稳定性.通过分析室温下Er3+/Yb3+ 共掺磷酸盐玻璃的吸收光谱,计算得到了Er3+ 离子在波长1533 nm处的峰值发射截面和杜得奥菲而特强度参数;其中Er3+ 离子在波长1533 nm 处的峰值发射截面为0 72×10-20 cm2,大于Schott的IOG1玻璃中Er3+离子的峰值发射截面0 67×10-20 cm2.通过改变离子交换的条件,获得了1 55μm单模光波导的制作条件;制作的波导传输损耗均小于1 dB/cm.初步的离子交换实验表明,Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃WM4完全适合波导放大器的制作.     

掺铒TeO2-B2O3-Nb2O5-ZnO玻璃系统的光谱性质和热稳定性的研究

制备了碲酸盐玻璃样品70TeO2-(15-x)B2O3-xNb2O5-15ZnO-1wt%Er2O3(TBN,x=0,3,6,9,12,15 mol%).测试了玻璃样品的热稳定性和光谱性质.根据Judd-Ofelt理论计算了TBN玻璃中Er3 离子的强度参数(Ω2=(5.42～6.76)×10-20 cm2,Ω4=(1.37～1.73)×10-20cm2,Ω6=(0.70～0.94)×10-20 cm2),发现随着Nb2O5含量的增加,Ωt(t=2,4,6)先增加后减小.研究表明Er-O键共价性主要受基质玻璃中非桥氧数的影响,而阴阳离子间电负性的影响可以忽略.应用McCumber理论计算了Er3 离子的受激发射截面(σe=(0.77～0.91)×10-20 cm2)和Er3 离子4I13/2→4I15/2发射谱的半高宽度(FWHM=65～73 nm).比较了不同基质玻璃中Er3 离子的荧光半高宽和受激发射截面.结果表明TBN玻璃系统具有较好的带宽性能,是一种制备宽带光纤放大器的潜在基质材料.     

Effect of SiO2 on the thermal stability and spectroscopic properties of Er3+-doped tellurite glasses

Er3＋-doped tellurite glass （TeO2-ZnO-Na2O） prepared using the conventional melt-quenching method is modified by introducing the SiO2, and its effects on the thermal stability of glass host and the 1.53 μm band spectroscopic properties of Er3＋ are investigated by measuring the absorption spectra, 1.53 μm band fluorescence spectra, Raman spectra and differential scanning calorimeter （DSC） curves. It is found that for Er3＋-doped tellurite glass, besides improving its thermal stability, introducing SiO2 is helpful for the further improvement of the fluorescence full width at half maximum （FWHM） and bandwidth quality factor. The results indicate that the prepared Er3＋-doped tellurite glass containing an appropriate amount of SiO2 has good prospect as a candidate of gain medium applied for 1.53 μm broadband amplifier.     

Enhanced 1.32 µm fluorescence and broadband amplifying for O-band optical amplifier in Nd3+-doped tellurite glass

WO3 oxides with relatively high phonon energy and different concentrations were introduced into the Nd3+-doped tellurite-based glasses of TeO2-ZnO-Na2O to improve the 1.32 µm band fluorescence emission. The absorption spectra, Raman spectra, 1.32 µm band fluorescence spectra and differential scanning calorimeter (DSC) curves were measured, together with the Judd-Ofelt intensity parameters, stimulated emission and gain parameters were calculated to evaluate the effects of WO3 amount on the glass structure and spectroscopic properties of 1.32 µm band fluorescence. It is shown that the introduction of an appropriate amount of WO3 oxide can effectively improve the 1.32 µm band fluorescence intensity through the enhanced multi-phonon relaxation (MPR) processes between the excited levels of Nd3+. The results indicate that the prepared Nd3+-doped tellurite glass with an appropriate amount of WO3 oxide is a potential gain medium applied for the O-band broad and high-gain fiber amplifier.     

Er3+/Yb3+共掺锗碲酸盐玻璃的热稳定性、 Judd-Ofelt理论分析和光谱性质

用高温熔融法制备了一种Er3 /Yb3 共掺的70TeO2-5Li2O-10B2O3-15GeO2玻璃.测试和分析了其热稳定性、吸收光谱、荧光光谱和上转换发光.应用Judd-Ofelt理论计算了玻璃中Er3 的强度参数、自发辐射跃迁几率、辐射寿命以及荧光分支比.结果表明:这种玻璃具有较好的热稳定性,较宽的荧光半高宽和较大的受激发射截面,位于532 nm、546 nm和659 nm的上转换绿光和红光,分别对应于Er3 离子2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2的辐射跃迁,是一种较为合适的宽带光纤放大器和上转换激光器的基质材料.     

Effect of Ce2O3 on the 1.53 μm spectroscopic properties in Er3+-doped tellurite glasses

The crown-like zinc oxide(Zn O)samples,which are composed of a hexagonal cap and a tower-like shaft,are prepared by vapor transport method.The hexagonal cap,working as a whispering gallery mode(WGM)resonant cavity,demonstrates density-dependent ultraviolet(UV)lasing emission with a broadened and squared photoluminescence(PL)profile under UV excitation at 355 nm.Theoretical analyses based on Fermi golden rule show that the broadened spectrum profile results from the special optical mode density characteristics in a WGM micro-cavity,which is in agreement with the observed results.