Laser mit Doppelband bei 1,0 μm und 1,5 μm finden wichtige Anwendungen in der kohärenten optischen Kommunikation, der zweifarbigen Mikroskopie, der multimodalen Biosensorik und anderen Bereichen. Herkömmliche Single-Core-Fasern mit gemeinsamer Dotierung haben aufgrund des konkurrierenden Energietransfers und der Verstärkungskopplung zwischen Seltene-Erden-Ionen Schwierigkeiten, die Emission in beiden Bändern unabhängig zu steuern. Zur Lösung dieses Problems wird in diesem Artikel eine Doppelkernfaser basierend auf einer räumlichen Partitionierungsstrategie vorgeschlagen und hergestellt, bei der ein einzelner Yb³⁺-Dotierbereich und ein gemeinsamer Yb³⁺/Er³⁺-Dotierbereich jeweils in zwei separaten Kernen angeordnet sind. Dies unterdrückt effektiv den konkurrierenden Energietransfer zwischen den Ionen und ermöglicht eine unabhängige Steuerung der Emission bei 1,0 μm und 1,5 μm. Durch die Optimierung der Silikatglaskomponenten und Kombination mit molekulardynamischen Simulationen wurde ein Laserglas mit hoher Seltene-Erden-Dotierkonzentration hergestellt. Darauf basierend wurde mittels Doppelkernstab-Verfahren eine doppelkernige Faser mit einzelnen Yb³⁺-Dotierungen und gemeinsamen Yb³⁺/Er³⁺-Dotierungen (im Folgenden Yb-EY-DCF genannt) gefertigt. Die beiden Kerne sind kompakt angeordnet, um die Pumpeneffizienz sicherzustellen, und die physikalische Isolation ermöglicht eine unabhängige Optimierung der Komponenten für beide Bänder. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass dieses räumliche Partitionierungsdesign effektiv den Konflikt zwischen Konzentrationsquenching und Energieübertragungseffizienz in herkömmlichen gemeinsam dotierten Systemen vermeidet und unter Einpumpeeinstrahlung bei 976 nm eine Doppelbandemission erzielt. Diese Yb-EY-DCF ist vielversprechend für den Einsatz in Doppelband-Faserlaser- oder Leistungsverstärker bei 1,0 und 1,5 μm, insbesondere in Anwendungen, die eine unabhängige Steuerung oder ein spezifisches Leistungsverhältnis zwischen den beiden Bändern erfordern.

Silikatglas;Doppelkernfaser;räumliche Partitionierung;unabhängige Steuerung;Doppelbandemission