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Er（3＋）掺杂硫系光子晶体光纤的中红外增益特性研究
  • ISSN号：1005-0086
  • 期刊名称：《光电子．激光》
  • 时间：0
  • 分类：TN253[电子电信—物理电子学] O751[理学—晶体学]
  • 作者机构：[1]宁波大学信息科学与工程学院红外材料及器件实验室,浙江宁波315211, [2]美国中弗罗里达大学光学中心,弗罗里达奥兰多32826
  • 相关基金：国家自然科学基金（60878042,61177087）; 教育部新世纪优秀人才计划（NCET-10-0976）; 浙江省杰出青年基金（R1101263）; 宁波市新型光电功能材料及器件创新团队基金（2009B21007）; 宁波大学王宽诚幸福基金资助项目
作者： 於杏燕[1], 周亚训[1], 许银生[1], 王训四[1], 张培晴[1], 陶光明, 戴世勋[1]
关键词： Er3+掺杂硫系玻璃, 光子晶体光纤(PCF), 中红外增益, 速率-传输方程, Er3＋-doped chalcogenide glass, photonic crystal fiber（PCF）, mid-infrared gain, rate-propagation equation
中文摘要：

实验制备了质量比为1%的Er3＋掺杂75GeS2-15Ga2S3-10CsI（GGSI）硫系玻璃,测试并计算了相关光谱参数,使用多级法计算了设计的光子晶体光纤（PCF）在2.8μm的中红外信号的模场分布。在此基础上,建立了Er3＋的四能级粒子数速率-光功率传输方程模型,模型综合考虑了Er3＋的交叉弛豫和能量上转换,模拟得到了Er3＋掺杂GGSI硫系玻璃PCF在2.8μm的中红外增益与掺杂光纤长度、泵浦功率和信号功率的变化关系。研究结果显示,Er3＋掺杂GGSI硫系PCF放大器在2 750～2 950nm波段平均信号增益值超过了40dB,明显优于传统结构光纤的平均信号增益值20dB。

英文摘要：

1wt% Er3＋-doped 75GeS2-15Ga2S3-10CsI（GGSI） chalcogenide glasses are fabricated and the properties of these glasses are investigated.The mode field distribution in mid-infrared（IR） region of the designed photonic crystal fiber（PCF） is worked out by the multipole method.Based on the rate equations and light propagation equations,the numerical simulations on mid-infrared gain versus the fiber length,pump power and signal power for the Er3＋-doped GGSI chalcogenide glass PCF are presented in this paper,which are compared with those of conventional fiber amplifiers.Effects of energy transfer between Er3＋ levels due to cross-relaxation and cooperative up-conversion are considered here.It is shown that the average signal gain of the Er3＋-doped GGSI chalcogenide glass PCF exceeds 40 dB in the region of 2 750-2 950 nm,which presents a bigger signal mid-infrared gain than conventional fibers with 20 dB.

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期刊信息
  • 《光电子．激光》
  • 北大核心期刊（2011版）
  • 主管单位:天津市教育委员会
  • 主办单位:天津理工大学 中国光学学会
  • 主编：巴恩旭
  • 地址：天津市西青区宾水西道391号
  • 邮编：300384
  • 邮箱：baenxu@263.net baenxu@aliyun.com
  • 电话：022-60214470
  • 国际标准刊号：ISSN：1005-0086
  • 国内统一刊号：ISSN：12-1182/O4
  • 邮发代号:6-123
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 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,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）,中国北大核心期刊（2000版）
  • 被引量:16551