[發明專利]一種氟磷酸鹽激光玻璃全光纖放大器及制備工藝

在審

• 申請號: 202011479082.4
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112582868A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 寧芳;張斌斌
• 申請（專利權）人: 寧芳
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種氟磷酸鹽激光玻璃全光纖放大器，所述光纖放大器包括光輸入端、光隔離器、波分復用器、氟磷酸鹽激光玻璃全光纖、波分解復用器和光輸出端；光輸入端經過光隔離器與波分復用器的信號輸入端連接；泵浦光源輸出端與波分復用器輸入端連接；波分復用器的輸出端依次經過纖氟磷酸鹽激光玻璃全光纖與光輸出端連接。本發明制備得到的氟磷酸鹽激光玻璃全光纖放大器的增益和增益系數分別為10.29dB和0.60dB/cm，具有良好的增益效果。

技術領域

本發明屬于光纖傳感應用領域，具體涉及一種應用于5G通訊的一種氟磷酸鹽激光玻璃全光纖放大器及制備工藝

背景技術

在過去的幾十年中，基于重摻-光纖和平面波導的，具有高增益系數的光放大器引起了人們的極大興趣。與傳統的二氧化硅纖維相比，導向芯中離子濃度高，可大大減少增益介質的長度。另外，當以高增益系數制成增益介質時，可以產生大約100mW的高輸出功率。而磷酸鹽玻璃基質獲得了一種高效的短長度有源光纖，并針對所有光纖放大器和激光應用研究了其在1.5μm左右的增益特性。但是磷酸鹽玻璃具有高的聲子能量，這有害于光纖放大器的性能和壽命。

因此，必須尋找一種新的宿主基質，該基質具有較高的發射特性以及牢固的物理和化學特征。多年來，FP玻璃因其具有良好的特性(包括高稀土(RE)離子溶解度，高單位長度增益，低最大聲子能量，低光學非線性)而受到積極關注，成為有源設備應用的受激候選者。依此類推。另外，與二氧化硅玻璃相比，它們具有較低的玻璃化轉變/熔融溫度和粘度。與大多數顯示低RE溶解度的基質不同，FP玻璃允許制造短而高性能的光纖放大器。Er³⁺/Yb³⁺共摻雜FP玻璃被認為是1.5μmEr³⁺離子近紅外發射的潛在候選者，這是由于Yb³⁺發射光譜重疊大，從Yb³⁺到Er³⁺的能量轉移效率高(95％)。此外，Yb³⁺離子用作敏化劑以提高980nm激光二極管(LD)發射的泵浦效率，因為與Er³⁺離子的吸收較弱相比，Yb³⁺具有較大的吸收截面和850至1100nm之間的寬吸收帶。

現有授權公告號為CN 109713562 B的中國發明專利公開了一種全新的基于隨機布里淵動態光柵的隨機光纖激光器，包括激光源、1×2光纖耦合器、第一電光調制器、第一隨機光脈沖發生器、第一光隔離器、延遲光纖、第一摻鉺光纖放大器、第一偏振控制器、偏振合束器、第二光隔離器、第二電光調制器、第二隨機光脈沖發生器、第三光隔離器、第二摻鉺光纖放大器、單邊帶調制器、微波源、第二偏振控制器、第四光隔離器、保偏光纖、泵浦激光源、波分復用器、反射鏡、摻鉺光纖。

但是小信號增益效果仍不顯著，在光纖放大器中的應用仍受到了極大的限制。

發明內容

本發明針對上述存在的問題采用以下技術方案:

一種氟磷酸鹽激光玻璃全光纖放大器，其特征在于，所述光纖放大器包括光輸入端、光隔離器、波分復用器、氟磷酸鹽激光玻璃全光纖、波分解復用器和光輸出端；光輸入端經過光隔離器與波分復用器的信號輸入端連接；泵浦光源輸出端與波分復用器輸入端連接；波分復用器的輸出端依次經過纖氟磷酸鹽激光玻璃全光纖與光輸出端連接。

作為優選，氟磷酸鹽激光玻璃全光纖摻入陽離子，摻入的陽離子可以為折射率和玻璃轉化溫度(Tg)提供最佳的組合。

作為優選，所述泵浦光的波長為975nm，信號光的波長為1550nm。

作為優選，所述氟磷酸鹽激光玻璃全光纖由以下按重量份數計原料組成，組成包括：Al(PO₃)₃13～25份、BaF₂18～24份、SrF₂33～42份、NaF32～45份、La₂O₃1～2份、ErF₃0.2～3.5份、YbF₃0.1～3.5份。