稀土摻雜光纖的研制.pdf

1、摻鉺光纖放大器是光纖通信中極其重要的器件之一，目前的研究熱點是多種元素共摻的高濃度摻鉺光纖，既能抑制鉺離子的濃度猝滅、又能極大地提高鉺離子的濃度。隨著包層泵浦技術(shù)的發(fā)展，用于大功率激光器的摻鐿包層泵浦光纖成為當前研究的熱點之一。本論文在這兩個方面進行了深入、系統(tǒng)的研究。我們實驗室自行研制了一整套的制棒、拉絲設(shè)備，在863項目“稀土摻雜光纖”(2001AA312230)和“新型特種光纖(A類)”(2002AA312190)的支持下，進行了

2、多種稀土摻雜光纖的研制，包括：鋁共摻的摻鉺光纖、高濃度摻鉺光纖和摻鐿包層泵浦光纖等。文中取得了以下研究成果： 1.采用新型的電爐環(huán)形加熱的改進型化學氣相沉積(MCVD)法結(jié)合溶液摻雜技術(shù)成功地制作出了可以實用化的摻鉺光纖。對鋁共摻的摻鉺光纖的吸收譜、折射率及摻鉺光纖放大器的自發(fā)輻射譜、增益特性和噪聲指數(shù)等進行了系統(tǒng)的研究；發(fā)現(xiàn)鋁離子的摻入能夠改變纖芯中的二氧化鍺含量，從而影響摻鉺光纖的數(shù)值孔徑。 2.試制出了鎂鋁共摻的石

3、英基高濃度摻鉺光纖，通過工藝摸索和摻鉺光纖放大器(EDFA)增益特性等的研究，得到了合適的鎂鋁濃度配比，1530nm處的吸收系數(shù)達到了14dB/m，CBandEDFA的鉺纖長度降至6米，摻鉺光纖的鉺離子濃度得到了較大的提高，同時具有優(yōu)異的增益特性。 3.試制了鉍鎵鋁共摻的石英基高濃度摻鉺光纖，經(jīng)查新尚未見這種高濃度摻鉺光纖的報道。此種光纖在1530nm處的吸收系數(shù)達到28.5dB/m，利用此光纖制作的CBandEDFA在1550

4、nm處的小信號增益達到了30dB，摻鉺光纖的長度縮短了10倍左右。 4.理論研究了多層環(huán)形折射率分布的大模場面積光纖，采用這種結(jié)構(gòu)的光纖模場面積可以超過1000μm2，可滿足激光波長處的單模條件。 5.研制出了具有很高吸收系數(shù)的摻鐿光纖，914nm處的吸收系數(shù)達到173dB/m，976nm處的吸收系數(shù)達到了421dB/m。試制了一種具有三角形內(nèi)包層、含有大空氣孔外包層的摻鐿包層泵浦光纖。研究了包層泵浦光纖預(yù)制棒制作和拉絲