Nd3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃光纤的发光与激光特性研究

• 作者: 于春雷 何冬兵 冯素雅 张磊 林治全 胡丽丽 陈丹平
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 光纤激光器 磷酸盐玻璃光纤 Nd3+?Yb3+能量传递
• 年，卷（期）: 2017,（16）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 130-140
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.66.164204

摘要

以970 nm和808 nm半导体激光器作为抽运源,从光纤长度和抽运功率两个方面,探讨了Nd3+/Yb3+摩尔浓度比约为4:1的共掺磷酸盐玻璃光纤的发光与激光特性.在970 nm抽运下,光纤光谱以Yb3+离子的发光为主,但Yb3+→Nd3+能量传递会对光纤光谱(激光和受激放大自发辐射)产生调制作用,调制作用随970 nm抽运功率或光纤长度的增加而显著,甚至出现显著的双波长激光现象.尽管玻璃样品中Nd3+→Yb3+的能量传递效率ηNd→Yb高达64%,但在808 nm抽运下,激光峰始终在1053 nm附近产生,且与808 nm抽运功率大小和光纤长度无关.为解释这一现象,推导了考虑Nd3+离子受激辐射的能量传递模型.从理论模型来看,Nd3+→Yb3+能量传递作用随Nd3+离子受激辐射信号光强度的增加而迅速减弱,这与该光纤实际测试的荧光光谱随808 nm抽运功率的变化规律相符合.因此,当采用Nd3+离子来敏化Yb3+离子时,需要考虑Nd3+离子的受激辐射对Nd3+→Yb3+能量传递的抑制作用.