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| 掺铒硫系玻璃光纤的中红外增益特性模拟研究 | |
| 引用本文： | 於杏燕,戴世勋,周亚训,王训四,张培晴,刘永兴,徐铁峰,聂秋华. 掺铒硫系玻璃光纤的中红外增益特性模拟研究[J]. 中国激光, 2012, 39(1): 105003-151 |
| 作者姓名： | 於杏燕 戴世勋 周亚训 王训四 张培晴 刘永兴 徐铁峰 聂秋华 |
| 作者单位： | 於杏燕:宁波大学信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211 戴世勋:宁波大学信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211 周亚训:宁波大学信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211 王训四:宁波大学信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211 张培晴:宁波大学信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211 刘永兴:宁波大学信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211 徐铁峰:宁波大学信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211 聂秋华:宁波大学信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211 |
| 基金项目： | 国家自然科学基金(60878042，61177087)、教育部新世纪优秀人才项目(NCET-10-0976)、浙江省杰出青年基金项目(R1101263)、宁波市新型光电功能材料及器件创新团队项目(2009B21007)和宁波大学王宽诚幸福基金资助课题。 |
| 摘 要： | 实验制备了Er3+掺杂质量分数为1%的Ga5Ge20Sb10S65硫系玻璃,测试了其折射率、吸收光谱和荧光光谱,利用Judd-Ofelt和Futchbauer-Ladenburg理论计算了Er3+离子的自发辐射几率、吸收截面和受激发射截面等光谱参数。在综合考虑Er3+离子的交叉弛豫、能量上转换和激发态吸收效应的基础上,应用四能级粒子数速率-光功率传输方程模型,模拟计算了Er3+掺杂Ga5Ge20Sb10S65硫系玻璃光纤的中红外2.74μm波段的增益特性。结果显示,Er3+掺杂硫系玻璃光纤在2.74μm中红外波段具有较高的信号增益和较宽的增益谱,最大增益值和20dB增益带宽分别超过了40dB和200nm,表明其是可用于中红外2.74μm波段宽带放大的理想增益介质。 |
| 关 键 词： | 材料 掺铒硫系玻璃 中红外增益 速率-传输方程 |
| 收稿时间： | 2011-07-26 |
Theoretical Studies on Mid-Infrared Gain Characteristics of Erbium-Doped Chalcogenide Glass Fibers |
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| Yu Xingyan Dai Shixun Zhou Yaxun Wang Xunsi Zhang Peiqing Liu Yongxing Xu Tiefeng Nie Qiuhua. Theoretical Studies on Mid-Infrared Gain Characteristics of Erbium-Doped Chalcogenide Glass Fibers[J]. Chinese Journal of Lasers, 2012, 39(1): 105003-151 | |
| Authors: | Yu Xingyan Dai Shixun Zhou Yaxun Wang Xunsi Zhang Peiqing Liu Yongxing Xu Tiefeng Nie Qiuhua |
| Affiliation: | Yu Xingyan Dai Shixun Zhou Yaxun Wang Xunsi Zhang Peiqing Liu Yongxing Xu Tiefeng Nie Qiuhua(College of Information Science and Engineering,Ningbo University,Ningbo,Zhejiang 315211,China) |
| Abstract: | The Er3+ doped (the mass fraction is 1%) Ga5Ge20Sb10S65 chalcogenide glasses are fabricated and the refractive index, absorption spectrum and emission spectra are measured. The spontaneous emission probability, absorption cross-section and emission cross-section are calculated using the theories of Judd-Ofelt and the Futchbauer-Ladenburg equation. Based on the rate equations and light propagation equations, the numerical simulations on mid-infrared gain characteristics for the Er3+ doped Ga5Ge20Sb10S65 chalcogenide glass fiber are calculated. Effects of energy transfer between Er3+ levels due to cross-relaxation, cooperative up-conversion and excited state absorption are considered in simulation. The results show that the Er3+ doped Ga5Ge20Sb10S65 chalcogenide glass fiber has a bigger signal mid-infrared gain and wider mid-infrared gain spectrum, and its maximum signal gain and gain width at 20 dB exceeds 40 dB and 200 nm, respectively. The results indicate that the Er3+ doped Ga5Ge20Sb10S65 chalcogenide glass is a better gain medium which can be applied to broadband amplifiers in mid-infrared. |
| Keywords: | materials erbium-doped chalcogenide glass mid-infrared gain rate-propagation equation |
| 本文献已被 CNKI 等数据库收录！ | |