摻雜聚合物光纖放大器的材料設(shè)計(jì)、制備及性能研究.pdf

1、該論文圍繞摻雜聚合物光纖材料和聚合物光纖放大器,主要進(jìn)行了以下研究工作:1對(duì)Eu(DBM)<,3>Phen摻雜聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料,通過熒光光譜,近場(chǎng)光學(xué)掃描顯微鏡和亞穩(wěn)態(tài)壽命結(jié)果分析表明,材料中Eu<'3+>離子的微觀環(huán)境沒有隨濃度增加發(fā)生明顯改變,在高濃度的摻雜樣品中未發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致熒光淬滅的稀土離子聚集體或團(tuán)簇存在,這些現(xiàn)象可歸因于螯合物Eu(DBM)<,3>Phen的分子結(jié)構(gòu).根據(jù)發(fā)射光譜,采用Judd-Ofelt理論對(duì)E

2、u(DBM)<,3>Phen摻雜PMMA材料的輻射特性進(jìn)行了預(yù)測(cè),結(jié)果表明Eu<'3+>離子的<'5>D0→<'->F<,2>躍遷有可能作為激光躍遷用于聚合物光纖放大器.2使用Ar<'+>子激光器在457.9nm處泵清Eu(DBM)<,3>Phen摻雜的聚合物光纖(稀土離子摻雜濃度4000ppm-wt),觀察到放大的自發(fā)輻射現(xiàn)象(ASE).對(duì)于50cm長(zhǎng)的摻雜聚合物光纖,ASE泵浦的閾值功率為120mW.對(duì)光纖長(zhǎng)度的考察表明,50cm是

3、獲得最大ASE輸出的最佳長(zhǎng)度,其量子轉(zhuǎn)換效率約40％.使用YAG激光器在355nm處對(duì)長(zhǎng)度為30cm,摻雜濃度4000ppm-wt的摻雜聚合物光纖泵浦,并用613nm波長(zhǎng)的光作為信號(hào)光,當(dāng)輸入的信號(hào)光功率為0.2W,泵浦的能量密度為3.02 mJ/mm<'2>時(shí),得到的信號(hào)增益為5.7dB.對(duì)Eu(DBM)<,3>Phen摻雜的聚合物光纖放大器的數(shù)值模擬結(jié)果表明:在100mW的泵浦功率下,Eu(DBM)<,3>Phen摻雜階躍型聚合物光

4、纖的長(zhǎng)度為80cm時(shí),可獲得最大為11dB的增益.3考察了三種第二配體Sm螯合物的發(fā)光情況,發(fā)現(xiàn)當(dāng)TPPO作為第二配體時(shí),對(duì)于發(fā)光的增強(qiáng)更加顯著.選用Sm(DBM)<,3>(TPPO)<,2>作為發(fā)光介質(zhì)摻入PMMA,利用吸收光譜和發(fā)射光譜對(duì)其輻射持性進(jìn)行了預(yù)測(cè),結(jié)果表明Sm(DBM)<,3>(TPPO)<,2>摻雜的PMMA可用于制備稀土摻雜聚合物光纖放大器.4對(duì)于摻雜濃度為5ppm-wt的Rodamine B摻雜階躍型聚合物光纖,當(dāng)