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D Litzkendorf 等人:镧铝硅酸盐玻璃被动和主动光纤的研究

点击次数:1515  发布时间:2018-10-18

【引言】

具有改进的性能的光纤可以使用新的芯玻璃材料来实现。近年来,基于镧铝硅酸盐的多组分氧化物玻璃(MCGS)的优点已被*为不同的光纤应用,例如用于超连续谱产生的高非线性光纤、光纤开关或拉曼放大器/激光器和光纤具有非常高的稀土(Re)浓度的光纤激光器和放大器。

【成果介绍】

D Litzkendorf 等人报道了含有和没有Yb2O3的SiO2-Al2O3-La2O3玻璃适合于非线性和光纤激光器的应用。在阶跃折射率光纤中,他们还将给出1060 nm附近的成功超连续谱产生和光纤激光器操作。他们优化了玻璃组合物的热和光学要求,对于高La2O3和Yb2O3浓度和良好的相容性与二氧化硅包层。其中,使用LINSEIS L75 V垂直膨胀仪测量了热膨胀系数。

他们还生产了具有SiO2-Al2O3-La2O3芯和二氧化硅包层的块状样品、非结构化纤维和结构化纤维。

图文导读

图1与纯二氧化硅相比,铝和氧化镧浓度对折射率差的影响。

图2La2O3含量不同的镧铝硅酸盐玻璃的吸收光谱

 

图3(a)Yb3+离子在不同YB2O3含量的镧铝硅酸盐玻璃基体中的吸收光谱。

(b)Yb3+离子在976 nm和925 nm处的吸收系数。

 

图4根据YB2O3含量,Sy-Yb块状样品的Yb3+寿命(总结在表II中)。

 

图5用不同纯度的原料制备了SAL(纤维1和2)和SAL Yb(纤维3)玻璃的非结构纤维的损耗谱。

 

图6具有二氧化硅包层的相同掺Yb的芯玻璃(SAL-Yb 10)与非结构化(光纤3)和结构化(光纤4)光纤的损耗光谱。

 

图7用SAL芯玻璃制备阶跃折射率光纤色散测量

 

图8在1550 nm泵浦的SAR芯玻璃光纤中产生超连续谱(泵浦功率从I1增加到I3)。

 

图9在976 nm芯泵浦下,在不同波长镱浓度的SAL/SiO2光纤上测量探针波长633 nm处的PD损失的时间过程,并与MCVD制备的Yb掺杂光纤进行比较。

 

图10不同芯包层复合结构阶跃折射率光纤的激光特性

 

 

【结论】

采用坩埚熔炼技术制备了各种SAL玻璃。它们的组成在很宽的范围内被改变,以优化纤维拉伸的热化学性质和非线性光纤和光纤激光器应用的光学特性。由于稀土含量约为24 mol%La2O3和6 mol%Yb2O3,SAL玻璃表现出高折射率(1.6~1.74),非线性系数是SiO2的两倍。掺杂Yb的SAL玻璃的吸收和寿命与掺Yb的二氧化硅几乎没有差别。尽管玻璃化转变温度为860°C,但绘制了具有Sal-Car和二氧化硅包层的阶跃折射率光纤。这种纤维显示出有利的性能,如机械稳定性、改进的非线性系数和高的镱溶解度。OPLED成功地用于超连续谱在1025 nm和至少1750 nm之间的生成。光纤激光器工作在1080 nm左右,效率为41%。与Yb含量相近的MCVD石英纤维相比,SAL YB玻璃的光暗化效果明显降低。这可能是由于在坩埚熔融SAL玻璃中实现的高铝浓度。因此,SAR玻璃具有非线性和光纤激光器应用的巨大潜力。

 

 

 

 

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