Yb3+ Einfachdotierte und Yb3+/Er3+ Gemeinschaftsdotierte Silikatglas-Doppelkern-Faser zur Realisierung einer unabhängigen Doppelband-Emission bei 1,0/1,5 μm
摘要
Doppelband-Laser bei 1,0 μm und 1,5 μm finden wichtige Anwendungen in den Bereichen kohärente optische Kommunikation, bicolore Mikroskopie und multimodales Biosensing. Traditionelle gemeinsam dotierte Einkern-Fasern haben jedoch Schwierigkeiten, eine unabhängige Steuerung der Emission in beiden Bändern zu realisieren, aufgrund von Energietransferwettbewerb und Verstärkungskopplung zwischen Selten-Erd-Ionen. Zur Lösung dieses Problems wird in dieser Arbeit eine Doppelkern-Faserstruktur basierend auf einer räumlichen Partitionierungsstrategie vorgeschlagen und hergestellt, wobei die Yb3+-einfach-dotierte Zone und die Yb3+/Er3+-gemeinsam-dotierte Zone in zwei unabhängigen Faserkernen platziert werden. Dadurch wird der Energietransferwettbewerb zwischen den Ionen effektiv strukturell unterdrückt und eine unabhängige Steuerung der Emission bei 1,0 μm und 1,5 μm realisiert. Durch Optimierung der Silikatglaszusammensetzung und kombiniert mit molekulardynamischer Simulation wurde ein Laser-Glas mit hoher Selten-Erd-Konzentration hergestellt. Darauf basierend wurde ein Doppelkern-Glasfaserkern mit Yb3+-Einfachdotierung und Yb3+/Er3+-Gemeinsamdotierung (im Folgenden Yb-EY-DCF genannt) mit Hilfe der Doppelkern-Rohrstab-Methode gefertigt. Die beiden Kerne sind kompakt angeordnet, um eine effiziente Pumpung zu gewährleisten, und die physikalische Isolation erlaubt eine unabhängige Optimierung der Komponenten für beide Bänder. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass dieses räumliche Partitionierungsdesign effektiv den Konflikt zwischen Konzentrationsquenching und Energieübertragungseffizienz bei herkömmlichen gemeinsam dotierten Schemata vermeidet und unter einzelner 976-nm-Pumpanregung gleichzeitig Emissionen in beiden Bändern erzielt. Yb-EY-DCF wird voraussichtlich für 1,0 μm und 1,5 μm Doppelband-Faserlaser oder Lichtverstärker verwendet werden, insbesondere für Anwendungen, die eine unabhängige Steuerung oder ein bestimmtes Leistungsverhältnis der beiden Bänder erfordern.
关键词
Silikatglas;Doppelkernfaser;räumliche Partitionierung;unabhängige Steuerung;Doppelband-Emission
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