Fibra óptica de dupla estrutura de vidro de silicato dopada individualmente com Yb3+ e co-dopada com Yb3+/Er3+ para controle independente de emissão dupla banda 1,0/1,5 μm

YAO Zhongyu ,  

LIU Xinyu ,  

SONG Xiangyang ,  

YANG Changsheng ,  

WANG Weichao ,  

摘要

O laser de duplo comprimento de onda de 1,0 μm e 1,5 μm tem aplicações importantes em comunicação óptica coerente, imagem microscópica tricromática, biossensoriamento multimodal, entre outros campos. No entanto, fibras ópticas tradicionalmente mononúcleo co-dopadas apresentam dificuldade em realizar o controle independente da emissão em dois comprimentos de onda devido à competição na transferência de energia entre íons e acoplamento de ganho. Para resolver esse problema, este artigo propõe e fabrica uma fibra óptica de dupla estrutura baseada em uma estratégia de partição espacial, posicionando a zona dopada apenas com Yb3+ e a zona co-dopada com Yb3+/Er3+ em dois núcleos independentes, suprimindo efetivamente a competição de transferência de energia entre íons e realizando o controle independente da emissão dupla de 1,0 μm e 1,5 μm. Otimizando a composição do vidro de silicato e combinando com análise de simulação dinâmica molecular, foi produzido um vidro laser de alta concentração de terras raras. Com base nisso, foi fabricada uma fibra óptica de dupla estrutura dopada individualmente com Yb3+ e co-dopada com Yb3+/Er3+ (designada Yb-EY-DCF) pelo método de extração de bastão duplo. Os dois núcleos são organizados compactamente para garantir a eficiência de bombeamento, e o isolamento físico permite a otimização independente da composição das duas bandas. Resultados experimentais mostram que o design de partição espacial pode efetivamente evitar o conflito entre apagamento por concentração e eficiência de transferência de energia em esquemas co-dopados tradicionais, obtendo emissão nas duas bandas sob excitação com bombeamento único de 976 nm. Este Yb-EY-DCF é promissor para aplicação em laser ou amplificador de fibra dupla banda de 1,0 e 1,5 μm, especialmente adequado para aplicações que exigem controle independente de duas bandas ou uma proporção específica de potência.

关键词

vidro de silicato;fibra óptica de dupla estrutura;partição espacial;controle independente;emissão dupla banda

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