掺铒微球腔制备及光学特性研究

题名:掺铒微球腔制备及光学特性研究
作者:王宝花
学位授予单位:中北大学
关键词:铒离子;;掺铒微球腔;;荧光测试;;近场耦合测试
摘要:

 稀土元素铒离子在能级跃迁时发出波长为1.55μm左右的光,此波段对应通讯C波段为光纤的最小吸收窗口,铒离子4I(13/2)-4I(15/2)能级跃迁时发出的光正好对应此波段。在尺寸为5～500μm的光学微腔中掺杂铒离子结合光学微腔极低的非线性阈值、超高Q值、较小的模式体积等光学特性,成为低阈值激光器、高灵敏度传感Neodymium Magnets器、芯片级光源等领域研究的热点。

 首先用二氧化碳激光器熔融法加工掺铒微球腔。将掺铒光纤用波长为10.6μm的CO2激光器熔融,通过调制脉冲控制对掺铒光纤加工时间和温度。镀金全反镜将脉冲激光按照事先设计的光路汇聚到掺铒光纤末端位置,根据程序设计控制激光脉冲,同时监测CCD中光纤的变化,在合适的时间停止脉冲照射,熔融光纤将会由自身的表面张力形成球形度较高的微球腔。

 其次对微球腔进行荧光测试和近场耦合测试。荧光测试选用卓立汉光SBP500单色仪,通过数据采集相连的电脑软件分析铟镓砷探测器接收的信号,得出了经过微球腔调制的共振荧光谱线；近场耦合中锥形光纤将泵浦光以倏逝场形式耦合进掺铒微球腔,近场耦合时耦合效率高。通过精密调节控制耦合间距得到了不http://www.everbeenmagnet.com/同耦合距离及不同掺杂浓度的微球腔的共振谱线。

 最后通过比较实验结果及理论分析验证铒离子跃迁谱线,总结影响结果因素为后续进一步相关研究做了很好的铺垫,奠定了非简并光学参量过程频率梳的基础研究,促进高灵敏度传感器、激光陀螺、芯片级光源等领域发展。
学位年度:2010