近期，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光單元技術實驗室研究團隊采用改進的化學氣相沉積技術（MCVD）結合液相摻雜工藝製備出了高濃度摻鐿石英光纖，並利用該光纖搭建了超短腔光纖激光器，分別實現了1微米波段的單頻、高重頻鎖模激光輸出。相關(guan) 成果以“High ytterbium concentration Yb／Al／P／Ce co－doped silica fiber for 1－μm ultra－short cavity fiber laser application”為(wei) 題發表於(yu) Optics Express。
高性能單頻、高重頻鎖模光纖激光器要求摻鐿光纖具有高增益係數、高轉換效率以及低光子暗化的特點。由於(yu) 石英基質中稀土離子溶解低，高摻雜濃度所引起的稀土離子團簇效應會(hui) 嚴(yan) 重影響光纖的激光性能。研究團隊通過優(you) 化纖芯組分製備了Yb／Al／P／Ce共摻石英光纖，其中Yb離子摻雜濃度為(wei) 2．5 wt％，在976 nm處纖芯吸收係數達1400 dB／m。 圖1． 高摻雜濃度Yb／Al／P／Ce石英光纖特性。a）折射率分布， b）摻雜元素分布，c）纖芯損耗譜，d）纖芯吸收譜。 以表征自研高濃度光纖在實際應用場景中的激光性能，研究人員使用該光纖搭建了兩(liang) 種全光纖結構的超短諧振腔進行激光實驗。首先，使用長度僅(jin) 為(wei) 1厘米的自研摻鐿光纖搭建了分布式布拉格反射式（DBR）激光諧振腔，成功實現了功率為(wei) 75 mW，線寬為(wei) 14 kHz的單縱模激光輸出。隨後，使用該光纖搭建了基於(yu) 半導體(ti) 可飽和吸收鏡（SESAM）的被動鎖模光纖激光器，其中增益光纖長度為(wei) 8．4厘米，最終實現了重複頻率為(wei) 1．23 GHz，脈衝(chong) 寬度為(wei) 6．4 ps的脈衝(chong) 激光輸出。該項研究結果表明製備的高濃度摻鐿石英光纖具有優(you) 異激光性能，有望應用於(yu) 麵向高精度光纖傳(chuan) 感、光學頻率梳等領域的高性能光纖激光器研發。
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