Fibra óptica de doble núcleo de vidrio de silicato con dopaje simple Yb3+ y codopaje Yb3+/Er3+ para lograr control independiente de emisión de doble banda a 1,0/1,5 μm
Los láseres de doble banda a 1,0 μm y 1,5 μm tienen aplicaciones importantes en comunicaciones ópticas coherentes, microscopía bicromática, biosensores multimodales, entre otros campos. Sin embargo, las fibras ópticas monomodo co-dopadas tradicionales enfrentan dificultades para lograr un control independiente de la emisión en las dos bandas debido a la competencia en la transferencia de energía y el acoplamiento de ganancia entre iones de tierras raras. Para abordar este problema, este trabajo propone y fabrica una fibra de doble núcleo basada en una estrategia de partición espacial, colocando la zona dopada solo con Yb3+ y la zona co-dopada con Yb3+/Er3+ en dos núcleos independientes, lo que suprime eficazmente la competencia en la transferencia de energía entre los iones y logra un 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 mediante simulaciones de dinámica molecular, se preparó vidrio láser con alta concentración de tierras raras. Sobre esta base, se utilizó el método de varilla de doble núcleo para fabricar la fibra doble núcleo co-dopada con Yb3+ y Yb3+/Er3+ (denominada Yb-EY-DCF). Los dos núcleos están dispuestos compactamente para garantizar la eficiencia de 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 extinción por concentración y la eficiencia de transferencia de energía en los esquemas co-dopados convencionales, obteniendo emisión doble banda bajo excitación con un solo bombeo a 976 nm. Este Yb-EY-DCF se espera que se utilice en láseres o amplificadores de fibra de doble banda a 1,0 y 1,5 μm, especialmente en aplicaciones que requieren control independiente o una proporción de potencia específica entre las dos bandas.
关键词
vidrio de silicato;fibra de doble núcleo;partición espacial;control independiente;emisión de doble banda