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掺铒硫系玻璃光纤的中红外增益特性模拟研究
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:中国激光
  • 时间:2012.1.10
  • 页码:1050031-1050037
  • 分类:TN253[电子电信—物理电子学] TN244[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]宁波大学信息科学与工程学院,浙江宁波315211
  • 相关基金: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); 宁波大学王宽诚幸福基金资助课题
  • 相关项目:红外硫系玻璃基质光子晶体光纤设计、制备及性能研究
中文摘要:

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。

英文摘要:

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.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849