Fibra óptica de estructura de doble núcleo de vidrio de silicato dopada solo con Yb3+ y codopada con Yb3+/Er3+ para lograr un control independiente de la emisión bi-banda 1,0/1,5 μm

YAO Zhongyu ,  

LIU Xinyu ,  

SONG Xiangyang ,  

YANG Changsheng ,  

WANG Weichao ,  

摘要

Los láseres de doble banda de 1,0 μm y 1,5 μm tienen importantes aplicaciones en los campos de las comunicaciones ópticas coherentes, la microscopía bicolor y la biosensórica multimodal. Sin embargo, las fibras ópticas mononúcleo con dopado conjunto tradicional enfrentan dificultades para lograr un control independiente de la emisión en ambas bandas debido a la competencia en la transferencia de energía y el acoplamiento de ganancia entre los iones de tierras raras. Para abordar este problema, este artículo propone y fabrica una fibra óptica de estructura de doble núcleo basada en una estrategia de partición espacial, colocando la zona dopada solo con Yb3+ y la zona codopada con Yb3+/Er3+ en dos núcleos independientes, lo que suprime efectivamente la competencia en la transferencia de energía entre iones desde la estructura y permite el control independiente de la emisión en las bandas de 1,0 μm y 1,5 μm. Mediante la optimización de la composición del vidrio de silicato y el análisis combinado con simulación dinámica molecular, se fabricó un vidrio láser con alta concentración de tierras raras. Sobre esta base, se fabricó una fibra de doble núcleo dopada solo con Yb3+ y codopada con Yb3+/Er3+ (denominada Yb-EY-DCF) mediante el método de barra de tubo doble. Los dos núcleos están dispuestos de manera compacta para garantizar la eficiencia del bombeo, y el aislamiento físico permite la optimización independiente de las composiciones para ambas bandas. Los resultados experimentales muestran que este diseño de partición espacial puede evitar eficazmente el conflicto entre la saturación por concentración y la eficiencia de transferencia de energía en los esquemas tradicionales de codopado, logrando simultáneamente la emisión en ambas bandas bajo una única excitación de bomba de 976 nm. Se espera que la Yb-EY-DCF sea utilizada para láseres o amplificadores de fibra de doble banda de 1,0 μm y 1,5 μm, especialmente en aplicaciones que requieren un control independiente o una proporción de potencia específica entre ambas bandas.

关键词

vidrio de silicato;fibra óptica de doble núcleo;partición espacial;control independiente;emisión bi-banda

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