12/06/2006,近日,由上海大學(xué)王廷云課題組提出了一種新型光纖目前使用的放大光纖都是摻雜稀土放大光纖,即在光纖的纖芯摻雜稀土元素實(shí)現(xiàn)光信號(hào)放大。
按稀土放大光纖的種類劃分,有摻鉺光纖、摻鉺碲化物光纖、摻鐠氟化物光纖、摻銩氟化物光纖等,分別構(gòu)成不同波段的光纖放大器。在結(jié)構(gòu)方面,為了更好的提高放大效率,出現(xiàn)了雙包層摻雜稀土光纖,而為了提高纖芯吸收泵浦光的效率就必須優(yōu)化內(nèi)包層的截面形狀,這樣就又出現(xiàn)了非圓內(nèi)包層摻雜稀土光纖。但是用摻雜稀土放大光纖制作放大器還存在以下問(wèn)題:①使用光纖較長(zhǎng)、易受外界干擾;②非圓內(nèi)包層摻雜稀土光纖,制造工藝復(fù)雜,不易實(shí)現(xiàn);③每種摻雜光纖的帶寬有限。
正是針對(duì)以上問(wèn)題,上海大學(xué)王廷云課題組提出了研制一種新型光纖以更好地解決如上問(wèn)題的課題研究,該光纖在纖芯和包層間夾有一層無(wú)機(jī)活性納米薄膜材料,從而形成了納米薄膜內(nèi)包層光纖,這種光纖有放大的功能,所以簡(jiǎn)稱納米薄膜放大光纖。當(dāng)用直接帶隙半導(dǎo)體材料(如InP、GaAs等)作為薄膜層時(shí),如果光纖的入射泵浦光子能量大于直接帶隙能量時(shí),會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的本征吸收,入射光子使價(jià)帶中的電子受激發(fā)而垂直躍遷進(jìn)入導(dǎo)帶,這樣當(dāng)光波通過(guò)處于該狀態(tài)的半導(dǎo)體時(shí),通過(guò)激光泵浦能量將獲得增益(或放大)效果。由于直接采用半導(dǎo)體薄膜層作為受激介質(zhì),所以它的粒子反轉(zhuǎn)程度極高,且因又是直接帶隙材料,躍遷幾率和泵浦光吸收效率也很高,因此短光纖就會(huì)有較高的放大增益。另外,納米薄膜放大光纖沒(méi)有采用稀土元素材料,而是半導(dǎo)體活性材料,這樣粒子的躍遷不是發(fā)生在分立的能級(jí)之間,而是產(chǎn)生于兩個(gè)能帶(價(jià)帶和導(dǎo)帶)之間,因而放大的譜寬要比摻雜稀土元素光纖要寬得多,大約是傳統(tǒng)摻鉺光纖放大器的3~5倍。所以,這是一種短光纖化、寬帶寬、高效泵浦、使用方便、價(jià)格低廉的新型放大光纖。相信王教授的研究將會(huì)為我們帶來(lái)放大器領(lǐng)域新的突破!
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