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掺铒硫系玻璃的制备及其微结构光纤的中红外信号放大特性研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:2012.8.8
  • 页码:468-475
  • 分类:TN929.11[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程]
  • 作者机构:[1]宁波大学信息科学与工程学院,宁波315211
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:61177087); 浙江省研究生创新科研项目(批准号:YK2010048); 宁波“新型光电功能材料及器件”创新团队项目(批准号:2009B21007); 宁波大学王宽诚幸福基金和学科项目(批准号:XKL11078)资助的课题
  • 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:

为进一步揭示硫系玻璃基掺Er~(3+)微结构光纤对于中红外波段信号的放大特性,采用熔融淬火法研制了Er~(3+)离子掺杂的Ga_5Ge_(20)Sb_(10)S_(65)硫系玻璃,测试了玻璃样品的吸收光谱和2.7μm波段荧光光谱,利用Judd-Ofelt和Futchbauer-Ladenburg理论分别计算得到了Er~(3+)离子的辐射跃迁概率、辐射寿命以及2.7μm波段受激发射截面.在此基础上,建立了一个980 nm抽运下该玻璃基掺Er~(3+)微结构光纤2.7μm波段中红外信号的放大模型,理论上研究了其作为2.7μm波段中红外信号增益介质时的光放大特性.结果显示,硫系玻璃基掺Er~(3+)微结构光纤具有优异的高增益和宽带放大品性.在200 mW抽运功率激励下的100 cm光纤长度上,最大小信号增益超过了40 dB,高于30 dB信号增益的放大带宽达到了120 nm(2696—2816 nm).研究表明,Ga_5Ge_(20)Sb_(10)S_(65)硫系玻璃基掺Er~(3+)微结构光纤是一种理想的可应用于2.7μm波段中红外宽带放大器的增益介质.

英文摘要:

In order to demonstrate the characteristics of chalcogenide glass Er3+-doped microstructured optical fiber(MOF) amplifying the mid-infrared band signal,Er3+-doped Ga5Ge20Sb10S65 chalcogenide glass is prepared with high temperature melt-quenching method. The absorption spectrum and 2.7μm band fluorescence spectrum of glass sample are measured,and the spectroscopic parameters such as radiative transition probability,radiative lifetime and 2.7μm band stimulated emission cross-section of Er3+ ion are calculated and analyzed according to the Judd-Ofelt and Futchbauer-Ladenburg theories.The 2.7μm band mid-infrared signal amplifying model of Ga5Ge20Sb10S65 chalcogenide glass Er3+-doped MOF under the excitation of 980 nm is presented,and the amplifying characteristics of 2.7 mn-band mid-infrared signals for chalcogenide glass Er3+-doped MOF are investigated theoretically.The results show that the chalcogenide glass Er3+-doped MOF exhibits a higher signal gain and very broad gain spectrum:its maximal gain of small signal exceeds 40 dB and amplifying bandwidth of higher than 30 dB gain reaches about 120 nm(2696—2816 nm) for a 100 cm long chalcogenide glass erbium-doped MOF with a pump power of 200 mW.The theoretical studies indicate that the Ga5Ge20Sb10S65 chalcogenide glass Er3+-doped MOF is an excellent gain medium which can be applied to broadband amplifiers in the mid-infrared wavelength region.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 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,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876