近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所高功率激光單元技術(shù)實驗室研究團隊采用改進的化學(xué)氣相沉積技術(shù)（MCVD）結(jié)合摻雜工藝制備出了高濃度摻鉺石英光纖，并利用該光纖成功實現(xiàn)高性能1.6 μm單頻激光，獲得了摻鉺石英基光纖1.6 μm波段單頻激光種子源最高輸出功率結(jié)果。相關(guān)成果以“Sub-kHz linewidth 1.6-μm single-frequency fiber laser based on a heavily erbium-doped silica fiber”為題發(fā)表于Optics Letters。
在長距離相干通信領(lǐng)域，亟需將單頻激光源的輸出波長從傳統(tǒng)的C波段擴展至覆蓋1.6 μm的L波段，以滿足大容量數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠惹行枨?。與C波段相比，傳統(tǒng)摻鉺石英光纖在1.6 μm波段的發(fā)射截面快速下降，因此難以實現(xiàn)1.6 μm波段有效激光輸出，此前報道的基于摻鉺石英光纖的1.6 μm單頻光纖激光種子源輸出功率僅在數(shù)百微瓦量級。
依托課題組MCVD結(jié)合溶膠浸泡摻雜稀土離子制備高分散性、低損耗光纖的工藝技術(shù)，研究團隊設(shè)計制備了高鉺摻雜濃度的石英光纖，纖芯1530 nm處吸收系數(shù)高達130 dB/m，遠(yuǎn)高于光放大用商業(yè)摻鉺光纖水平。自研摻鉺光纖在長波區(qū)的增益水平因高濃度鉺離子摻雜得以有效提升，通過優(yōu)化激光器腔結(jié)構(gòu)參數(shù)，成功實現(xiàn)了輸出功率達14 mW，線寬447 Hz的1609 nm單頻激光輸出，激光輸出功率為該波段單頻摻鉺石英光纖激光種子源國際最高水平。同時，該激光器具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，在一個小時內(nèi)沒有觀察到跳模現(xiàn)象，同時波長和功率的波動分別小于0.002 nm和0.09 dB。該項研究結(jié)果表明，實現(xiàn)的1.6 μm單頻光纖激光種子源性能優(yōu)異，有望在相干通信、高精度氣體傳感、非線性頻率轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
相關(guān)研究得到了國家科技部重點研發(fā)項目支持。
圖1 (a) 實驗裝置圖 (b) 輸出激光光譜
圖2 (a) 掃描FP干涉儀結(jié)果 (b) 延時自外差法拍頻譜
網(wǎng)站導(dǎo)航
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晶體石英系列
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實驗設(shè)備系列
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