D Litzkendorf 等人:鑭鋁硅酸鹽玻璃被動(dòng)和主動(dòng)光纖的研究
【引言】
具有改進(jìn)的性能的光纖可以使用新的芯玻璃材料來實(shí)現(xiàn)。近年來,基于鑭鋁硅酸鹽的多組分氧化物玻璃(MCGS)的優(yōu)點(diǎn)已被*為不同的光纖應(yīng)用,例如用于超連續(xù)譜產(chǎn)生的高非線性光纖、光纖開關(guān)或拉曼放大器/激光器和光纖具有非常高的稀土(Re)濃度的光纖激光器和放大器。
【成果介紹】
D Litzkendorf 等人報(bào)道了含有和沒有Yb2O3的SiO2-Al2O3-La2O3玻璃適合于非線性和光纖激光器的應(yīng)用。在階躍折射率光纖中,他們還將給出1060 nm附近的成功超連續(xù)譜產(chǎn)生和光纖激光器操作。他們優(yōu)化了玻璃組合物的熱和光學(xué)要求,對(duì)于高La2O3和Yb2O3濃度和良好的相容性與二氧化硅包層。其中,使用LINSEIS L75 V垂直膨脹儀測(cè)量了熱膨脹系數(shù)。
他們還生產(chǎn)了具有SiO2-Al2O3-La2O3芯和二氧化硅包層的塊狀樣品、非結(jié)構(gòu)化纖維和結(jié)構(gòu)化纖維。
【圖文導(dǎo)讀】
圖1:與純二氧化硅相比,鋁和氧化鑭濃度對(duì)折射率差的影響。
圖2:La2O3含量不同的鑭鋁硅酸鹽玻璃的吸收光譜。
圖3:(a)Yb3+離子在不同YB2O3含量的鑭鋁硅酸鹽玻璃基體中的吸收光譜。
(b)Yb3+離子在976 nm和925 nm處的吸收系數(shù)。
圖4:根據(jù)YB2O3含量,Sy-Yb塊狀樣品的Yb3+壽命(總結(jié)在表II中)。
圖5:用不同純度的原料制備了SAL(纖維1和2)和SAL Yb(纖維3)玻璃的非結(jié)構(gòu)纖維的損耗譜。
圖6:具有二氧化硅包層的相同摻Y(jié)b的芯玻璃(SAL-Yb 10)與非結(jié)構(gòu)化(光纖3)和結(jié)構(gòu)化(光纖4)光纖的損耗光譜。
圖7:用SAL芯玻璃制備階躍折射率光纖的色散測(cè)量。
圖8:在1550 nm泵浦的SAR芯玻璃光纖中產(chǎn)生超連續(xù)譜(泵浦功率從I1增加到I3)。
圖9:在976 nm芯泵浦下,在不同波長鐿濃度的SAL/SiO2光纖上測(cè)量探針波長633 nm處的PD損失的時(shí)間過程,并與MCVD制備的Yb摻雜光纖進(jìn)行比較。
圖10:不同芯包層復(fù)合結(jié)構(gòu)階躍折射率光纖的激光特性。
【結(jié)論】
采用坩堝熔煉技術(shù)制備了各種SAL玻璃。它們的組成在很寬的范圍內(nèi)被改變,以優(yōu)化纖維拉伸的熱化學(xué)性質(zhì)和非線性光纖和光纖激光器應(yīng)用的光學(xué)特性。由于稀土含量約為24 mol%La2O3和6 mol%Yb2O3,SAL玻璃表現(xiàn)出高折射率(1.6~1.74),非線性系數(shù)是SiO2的兩倍。摻雜Yb的SAL玻璃的吸收和壽命與摻Y(jié)b的二氧化硅幾乎沒有差別。盡管玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為860°C,但繪制了具有Sal-Car和二氧化硅包層的階躍折射率光纖。這種纖維顯示出有利的性能,如機(jī)械穩(wěn)定性、改進(jìn)的非線性系數(shù)和高的鐿溶解度。OPLED成功地用于超連續(xù)譜在1025 nm和至少1750 nm之間的生成。光纖激光器工作在1080 nm左右,效率為41%。與Yb含量相近的MCVD石英纖維相比,SAL YB玻璃的光暗化效果明顯降低。這可能是由于在坩堝熔融SAL玻璃中實(shí)現(xiàn)的高鋁濃度。因此,SAR玻璃具有非線性和光纖激光器應(yīng)用的巨大潛力。