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Tm^3＋／Ho^3＋共掺硫系玻璃光纤放大器增益特性
  • ISSN号：0454-5648
  • 期刊名称：《硅酸盐学报》
  • 时间：0
  • 分类：TQ171[化学工程—玻璃工业;化学工程—硅酸盐工业]
  • 作者机构：[1]宁波大学红外材料及器件实验室,浙江宁波315211, [2]宁波大学信息科学与工程学院,浙江宁波315211, [3]宁波大学材料科学与化学工程学院,浙江宁波315211
  • 相关基金：国家自然科学基金项目（61177087,61205181）：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限1101263）：浙江省自然科学基金项（LQl2E02003）;宁波大学王宽诚幸福基金资助课题.
作者： 魏淑林[1,2], 许银生[1,3], 周亚训[1,2], 张培晴[1,2], 陈飞飞[1,2], 戴世勋[1,2]
关键词： 中红外发光, 硫系玻璃, 速率—传输方程, 增益特性, mid-infrared emission, chalcogenide glass, ratv--propagation equation, gain
中文摘要：

中红外2．0～3．5μm波段激光在医疗、空气污染监测和军事等领域有着重要的应用前景。采用真空熔融淬冷法制备了Tm^3＋／Ho^3＋共掺的Ge20GasSbl0S65硫系玻璃，测试了样品的吸收光谱以及800nm激光泵浦下的荧光光谱，通过Judd-Ofelt和Mc．Cumber理论计算了Tm^3＋／Ho^3＋的辐射寿命、自发辐射几率和受激发射截面等光谱参数。在此基础上，研究了双掺离子之间的能量传递和Tm^3＋-Ho^3＋的多种跃迁过程，给出了详细的4能级系统的速率方程，并结合光功率传输方程，得出Tm^3＋／Ho^3＋共掺硫系玻璃光纤放大器在2tan波段的增益特性。数值模拟结果表明：Tm^3＋／Ho^3＋共掺硫系玻璃光纤在2μm波段的增益值达27dB，增益带宽为112nm，最佳掺杂光纤长度L=300cm，所需泵浦功率昂=200mW，可用于2μm波段宽带放大.

英文摘要：

The mid-infrared （2-3.5 μm） emission has potential applications in medical surgery, atmosphere pollution monitoring and military. The Tm3＋/Ho3＋ ions doped Ge20GasSb10S65 chalcogenide glasses were prepared by a vacuumed melt-quenching method. Their refraction index, absorption spectra and emission spectra were measured. The spontaneous emission probability, radiative life- time and emission cross-section were calculated based on the Judd-Ofelt and the Mc-Cumber theories. On the basis of the energy transfer and various transitions between Tm3＋ and Ho3＋ ions, a four-level rate equation was proposed. The 2 tan gain properties of Tm3＋/Ho3＋ co-doped chalcogenide glass fiber amplifier were simulated and analyzed by the proposed and the light propagation equa- tions. The amplifier feasibility exhibits a high gain and a wide bandwidth. The simulated results show that the maximum signal gain is 27 dB, and the gain width is 122 nm.

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期刊信息
  • 《硅酸盐学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国硅酸盐学会
  • 主编：南策文
  • 地址：北京海淀区三里河路11号
  • 邮编：100831
  • 邮箱：jccsoc@sina.com
  • 电话：010-57811253 57811254
  • 国际标准刊号：ISSN：0454-5648
  • 国内统一刊号：ISSN：11-2310/TQ
  • 邮发代号:2-695
  • 获奖情况:
  • EI　Compendex、CA、SA、PI收录期刊,全国核心期刊,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,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:27713