Tm^(3+)掺杂硫卤玻璃光纤的中红外增益特性研究

摘要

采用高温熔融淬冷法制备了1%Tm3+掺杂的72GeS2-18Ga2S3-10CsI(GGSI)硫卤玻璃,测试了样品的折射率、吸收光谱和800nm激光泵浦下的中红外荧光光谱,利用Judd-Ofelt和Futchbauer-Ladenburg(FL)理论分析计算了Tm3+在GGSI玻璃中的自发辐射几率、荧光分支比、辐射寿命、吸收截面、发射截面等光谱参数,进而建立了Tm3+的四能级粒子数速率-光功率传输方程模型,模拟计算Tm3+掺杂GGSI玻璃光纤中红外3.73μm波段的增益与掺杂光纤长度、泵浦功率和信号功率的关系。模拟结果显示,硫卤玻璃基掺铥光纤具有较高的信号增益和较宽的中红外增益谱,泵浦功率为1 000mW时,最大小信号增益值达到30dB,20dB增益带宽达到180nm,同时也存在合适的泵浦功率和光纤掺杂长度以期获得最佳信号增益。表明Tm3+掺GGSI硫卤玻璃光纤可作为中红外3.73μm波段放大的理想增益介质。