D Litzkendorf 等人：鑭鋁硅酸鹽玻璃被動(dòng)和主動(dòng)光纖的研究

【引言】

具有改進(jìn)的性能的光纖可以使用新的芯玻璃材料來實(shí)現(xiàn)。近年來，基于鑭鋁硅酸鹽的多組分氧化物玻璃（MCGS）的優(yōu)點(diǎn)已被*為不同的光纖應(yīng)用，例如用于超連續(xù)譜產(chǎn)生的高非線性光纖、光纖開關(guān)或拉曼放大器/激光器和光纖具有非常高的稀土（Re）濃度的光纖激光器和放大器。

【成果介紹】

D Litzkendorf 等人報(bào)道了含有和沒有Yb2O3的SiO2-Al2O3-La2O3玻璃適合于非線性和光纖激光器的應(yīng)用。在階躍折射率光纖中，他們還將給出1060 nm附近的成功超連續(xù)譜產(chǎn)生和光纖激光器操作。他們優(yōu)化了玻璃組合物的熱和光學(xué)要求，對(duì)于高La2O3和Yb2O3濃度和良好的相容性與二氧化硅包層。其中，使用LINSEIS L75 V垂直膨脹儀測(cè)量了熱膨脹系數(shù)。

他們還生產(chǎn)了具有SiO2-Al2O3-La2O3芯和二氧化硅包層的塊狀樣品、非結(jié)構(gòu)化纖維和結(jié)構(gòu)化纖維。

【圖文導(dǎo)讀】

圖1：與純二氧化硅相比，鋁和氧化鑭濃度對(duì)折射率差的影響。

圖2：La2O3含量不同的鑭鋁硅酸鹽玻璃的吸收光譜。

圖3：（a）Yb3+離子在不同YB2O3含量的鑭鋁硅酸鹽玻璃基體中的吸收光譜。

（b）Yb3+離子在976 nm和925 nm處的吸收系數(shù)。

圖4：根據(jù)YB2O3含量，Sy-Yb塊狀樣品的Yb3+壽命（總結(jié)在表II中）。

圖5：用不同純度的原料制備了SAL（纖維1和2）和SAL Yb（纖維3）玻璃的非結(jié)構(gòu)纖維的損耗譜。

圖6：具有二氧化硅包層的相同摻Y(jié)b的芯玻璃（SAL-Yb 10）與非結(jié)構(gòu)化（光纖3）和結(jié)構(gòu)化（光纖4）光纖的損耗光譜。

圖7：用SAL芯玻璃制備階躍折射率光纖的色散測(cè)量。

圖8：在1550 nm泵浦的SAR芯玻璃光纖中產(chǎn)生超連續(xù)譜（泵浦功率從I1增加到I3）。

圖9：在976 nm芯泵浦下，在不同波長(zhǎng)鐿濃度的SAL/SiO2光纖上測(cè)量探針波長(zhǎng)633 nm處的PD損失的時(shí)間過程，并與MCVD制備的Yb摻雜光纖進(jìn)行比較。

圖10：不同芯包層復(fù)合結(jié)構(gòu)階躍折射率光纖的激光特性。

【結(jié)論】

采用坩堝熔煉技術(shù)制備了各種SAL玻璃。它們的組成在很寬的范圍內(nèi)被改變，以優(yōu)化纖維拉伸的熱化學(xué)性質(zhì)和非線性光纖和光纖激光器應(yīng)用的光學(xué)特性。由于稀土含量約為24 mol%La2O3和6 mol%Yb2O3，SAL玻璃表現(xiàn)出高折射率（1.6～1.74），非線性系數(shù)是SiO2的兩倍。摻雜Yb的SAL玻璃的吸收和壽命與摻Y(jié)b的二氧化硅幾乎沒有差別。盡管玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為860°C，但繪制了具有Sal-Car和二氧化硅包層的階躍折射率光纖。這種纖維顯示出有利的性能，如機(jī)械穩(wěn)定性、改進(jìn)的非線性系數(shù)和高的鐿溶解度。OPLED成功地用于超連續(xù)譜在1025 nm和至少1750 nm之間的生成。光纖激光器工作在1080 nm左右，效率為41%。與Yb含量相近的MCVD石英纖維相比，SAL YB玻璃的光暗化效果明顯降低。這可能是由于在坩堝熔融SAL玻璃中實(shí)現(xiàn)的高鋁濃度。因此，SAR玻璃具有非線性和光纖激光器應(yīng)用的巨大潛力。