[發明專利]一種1.7μm光纖激光器用Tm/Tb共摻石英光纖及其制備方法

有效

• 申請號: 201910554495.5
• 申請日: 2019-06-25
• 公開（公告）號: CN110255882B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 肖旭升;郭海濤;許彥濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: C03B37/018
• 分類號: C03B37/018;C03B37/027;H01S3/067
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 胡樂

本發明提供一種1.7μm光纖激光器用Tm/Tb共摻石英光纖及其制備方法，該光纖具有稀土離子摻雜均勻、熒光中心波長合適、信號增益高等特點。該光纖由芯層、內包層和外包層組成，利用化學氣相沉積法(MCVD)并結合螯合物前驅體摻雜技術(CPDT)制備得到，其中芯層配方組分為：Tm(thd)₃：0.5～2％、SiCl₄：30～50％、GeCl₄：5～20％、SiF₄：10～20％、POCl₃：10～20％、AlCl₃：5～10％，內包層配方組分為：Tb(thd)₃：0.5～2％、SiCl₄：30～50％、GeCl₄：5～20％、SiF₄：10～20％、POCl₃：10～20％、AlCl₃：5～10％。

技術領域

本發明屬于光纖技術領域，涉及一種1.7μm光纖激光器用石英光纖及其制備方法。

背景技術

1.7μm波段正好處于水的兩個強烈吸收波段(1400～1600nm和1900～2200nm)之間的波谷位置，因此水分子對該波段的吸收很小。除此之外，1.7μm波段恰好處于聚合物分子中C-H鍵的最強的吸收波段。1.7μm波段的這些獨有的特性使得該波段超快激光器在光學相干層析成像(OCT)、激光醫療、飛秒光子顯微成像、激光加工、飛秒光頻梳、多光子顯微(MPM)等領域均有極好的應用前景。

目前，摻銩石英光纖為1.7μm波段光纖激光器中主要的增益基質。但由于該光纖存在著熒光中心波長過長、信號增益小等諸多缺點，基于摻銩石英光纖的1.7μm光纖激光操作過程中極易出現信號光增益飽和以及信號光被再吸收等現象。該波段有效增益光纖的缺失極大地限制了激光器功率和激光效率的提升。因此，尋求一種適合該波段的新型增益光纖成為解決該問題的關鍵所在。

由于Tb³⁺在1.75～2.0μm波段具有較強的吸收作用，通過Tm³⁺/Tb³⁺共摻雜有可能實現石英光纖中Tm³⁺熒光中心波長和增益光譜的定量調控，其兼具合適增益光譜和匹配光纖器件方面的特性，是1.7μm光纖激光器研究的最佳候選增益材料。

根據不同的需求，石英光纖的共摻雜離子有不同的選擇，但通常都僅針對芯層(共同摻入芯層中)；由于制備工藝、摻雜技術等諸多因素的限制，如何實現可控的均勻摻雜成為一個難點?；蛟S因此，目前，國內外還沒有關于Tm³⁺/Tb³⁺共摻石英光纖結構以及制備方面的相關報道。

發明內容

為了解決1.7μm光纖激光器用合適增益光纖缺失問題，本發明提供一種1.7μm光纖激光器用Tm/Tb共摻石英光纖及其制備方法，該光纖具有稀土離子摻雜均勻、熒光中心波長合適、信號增益高等特點，特別適合用作1.7μm波段增益光纖。

本發明采用的技術方案如下：