稀土摻雜磷酸鹽玻璃有源光纖的研究.pdf

1、摻鉺光纖放大器(EDFA)是光纖通信系統(tǒng)中非常重要的器件，它不需要光電轉(zhuǎn)換，直接實現(xiàn)了對光信號的放大。傳統(tǒng)的EDFA，由于石英玻璃中能夠摻雜的Er3+離子濃度較低，為了獲得高功率的輸出，一般都是通過增加摻鉺光纖的長度。這樣又會使得整個光纖放大器系統(tǒng)成本增高、體積變得龐大。隨著光子集成技術的發(fā)展，這種缺陷也就更明顯的凸現(xiàn)出來。
　　 本論文針對以上所出現(xiàn)的問題，采用對稀土離子溶解度非常高的磷酸鹽玻璃作為纖芯材料來制備Er3+/Yb

2、3+共摻磷酸鹽玻璃光纖。詳細的分析了Er3+-Yb3+共摻系統(tǒng)的能級結構和相關的能級躍遷。通過能級的簡化與分析，建立了描述模場在光纖中的分布及光纖放大器的最大增益與模場關系的方程，代入具體的光纖參數(shù)后，就能夠得到一系列具有指導意義的數(shù)值。本論文根據(jù)實際需要設計出了磷酸鹽基質(zhì)玻璃的配方，采用高溫熔融法制備出一系列具有不同Er3+/Yb3+比例配方的Er3+-Yb3+共摻磷酸鹽玻璃。經(jīng)過吸收光譜和熒光光譜的測試，發(fā)現(xiàn)摻入Yb3+離子之后，玻

3、璃對980nm波段的光吸收大幅度提高，并且隨著Yb3+離子濃度的增加，吸收增強。當摻入Er3+離子濃度為2.35×1020ions.cm-3、Er3++/Yb3+比例為1：8時，共摻磷酸鹽玻璃的熒光強度最好。根據(jù)吸收和熒光光譜的測試結果，利用J-O理論計算了不同Er3+/Yb3+比磷酸鹽玻璃Ω2、Ω4、Ω6的值及4I13/2→4I15/2躍遷的輻射幾率、熒光壽命等，并分析了玻璃的組分變化對于Ω2、Ω4、Ω6的影響。
　　 根據(jù)制