温度对铋铒共掺光纤荧光特性的影响

温度对铋铒共掺光纤荧光特性的影响

论文摘要

随着光纤制备技术的发展,人们已经可以在1000-1700nm波段内制成低损耗光纤。伴随着人们对通信带宽需求的大幅增长,只能够在C+L波段使用的掺铒光纤放大器已经无法满足人们的需求。所以,开发一种覆盖整个通信窗口的超宽带光纤放大器和激光器成为了人们的迫切需求。最近被报道的祕铒共掺光纤(Bismuth/Erbium co-doped fiber,BEDF)能够产生1000-1600nm的超宽带荧光,是一种非常有前景制成覆盖光纤低损耗窗口的宽带光放大器和激光器的有源光纤材料,但是目前铋掺杂光纤的近红外发光机理仍存有较大的争议。本文系统地研究了温度变化条件下铋铒共掺光纤的宽带荧光特性并分析其发光机理,具体工作如下:1.总结Er3+离子和不同价态铋离子及不同铋相关发光中心(Bismuth-related Active Center,BAC)的特性,研究高温和低温分别对于铋掺杂光纤吸收光谱和发光光谱的影响。2.利用830nm泵浦一种铋铒共掺光纤,研究在高温、低温和常温温度变化条件下的BEDF近红外荧光特性。实验得出,高温条件下,BAC-Ge浓度提高,930nm波长处的峰值功率提高;低温条件下,BEDF中有新的BAC-Al生成;常温条件下,荧光谱平坦度提高,强度减弱。3.利用980nm的光源泵浦同种铋铒共掺光纤,分析温度对BEDF近红外荧光特性的影响。实验得出,高温和常温条件下基本无BAC-Si产生,低温条件下BAC-Si浓度提高,产生平坦度较高的1400nm荧光。另外,对比研究了加热过程对BEDF荧光特性的影响和相同实验条件下掺铒光纤(Erbium doped fiber,EDF)与铋铒共掺光纤荧光特性的差别。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  •   1.1 铋掺杂材料的研究背景与意义
  •   1.2 铋掺杂玻璃和光纤材料研究现状
  •   1.3 掺铋光纤器件的研究进展
  •     1.3.1 掺铋光纤放大器
  •     1.3.2 掺铋光纤激光器
  •   1.4 本论文研究内容
  • 第二章 铋铒共掺光纤发光机理
  •   2.1 光的辐射过程
  •   2.2 Er和铋的发光机理
  • 3+的发光机理'>    2.2.1 Er3+的发光机理
  •     2.2.2 低价态Bi为近红外发光中心
  •     2.2.3 不同基质下铋近红外发光中心
  •   2.3 温度对铋掺杂光纤发光特性的影响
  •     2.3.1 高温加热对铋掺杂光纤发光特性的影响
  •     2.3.2 低温对铋掺杂光纤发光特性的影响
  •   2.4 本章小结
  • 第三章 830nm泵浦下温度对铋铒共掺光纤荧光特性的影响
  •   3.1 实验装置
  •   3.2 温度对铋铒共掺光纤荧光特性的影响
  •     3.2.1 单次实验过程对BEDF近红外荧光特性的影响
  •     3.2.2 多次实验过程对BEDF近红外荧光特性的影响
  •   3.3 本章小结
  • 第四章 980nm泵浦下温度对铋铒共掺光纤荧光特性的影响
  •   4.1 980nm泵浦与830nm泵浦BEDF近红外荧光特性对比
  •   4.2 温度对铋铒共掺光纤荧光特性的影响
  •     4.2.1 单次实验过程对BEDF近红外荧光特性的影响
  •     4.2.2 多次实验过程对BEDF近红外荧光特性的影响
  •   4.3 温度对掺铒光纤荧光特性的影响
  •   4.4 本章小结
  • 第五章 论文总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 林锦锋

    导师: 王葵如

    关键词: 铋铒共掺光纤,近红外荧光,温度变化,铋活性中心

    来源: 北京邮电大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,信息科技

    专业: 物理学,无线电电子学

    单位: 北京邮电大学

    分类号: TN253

    总页数: 60

    文件大小: 5370K

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