[发明专利]一种氟磷酸盐激光玻璃全光纤放大器及制备工艺

说明书

本发明涉及一种氟磷酸盐激光玻璃全光纤放大器，所述光纤放大器包括光输入端、光隔离器、波分复用器、氟磷酸盐激光玻璃全光纤、波分解复用器和光输出端；光输入端经过光隔离器与波分复用器的信号输入端连接；泵浦光源输出端与波分复用器输入端连接；波分复用器的输出端依次经过纤氟磷酸盐激光玻璃全光纤与光输出端连接。本发明制备得到的氟磷酸盐激光玻璃全光纤放大器的增益和增益系数分别为10.29dB和0.60dB/cm，具有良好的增益效果。

技术领域

本发明属于光纤传感应用领域，具体涉及一种应用于5G通讯的一种氟磷酸盐激光玻璃全光纤放大器及制备工艺

背景技术

在过去的几十年中，基于重掺-光纤和平面波导的，具有高增益系数的光放大器引起了人们的极大兴趣。与传统的二氧化硅纤维相比，导向芯中离子浓度高，可大大减少增益介质的长度。另外，当以高增益系数制成增益介质时，可以产生大约100mW的高输出功率。而磷酸盐玻璃基质获得了一种高效的短长度有源光纤，并针对所有光纤放大器和激光应用研究了其在1.5μm左右的增益特性。但是磷酸盐玻璃具有高的声子能量，这有害于光纤放大器的性能和寿命。

因此，必须寻找一种新的宿主基质，该基质具有较高的发射特性以及牢固的物理和化学特征。多年来，FP玻璃因其具有良好的特性(包括高稀土(RE)离子溶解度，高单位长度增益，低最大声子能量，低光学非线性)而受到积极关注，成为有源设备应用的受激候选者。依此类推。另外，与二氧化硅玻璃相比，它们具有较低的玻璃化转变/熔融温度和粘度。与大多数显示低RE溶解度的基质不同，FP玻璃允许制造短而高性能的光纤放大器。Er³⁺/Yb³⁺共掺杂FP玻璃被认为是1.5μmEr³⁺离子近红外发射的潜在候选者，这是由于Yb³⁺发射光谱重叠大，从Yb³⁺到Er³⁺的能量转移效率高(95％)。此外，Yb³⁺离子用作敏化剂以提高980nm激光二极管(LD)发射的泵浦效率，因为与Er³⁺离子的吸收较弱相比，Yb³⁺具有较大的吸收截面和850至1100nm之间的宽吸收带。

现有授权公告号为CN 109713562 B的中国发明专利公开了一种全新的基于随机布里渊动态光栅的随机光纤激光器，包括激光源、1×2光纤耦合器、第一电光调制器、第一随机光脉冲发生器、第一光隔离器、延迟光纤、第一掺铒光纤放大器、第一偏振控制器、偏振合束器、第二光隔离器、第二电光调制器、第二随机光脉冲发生器、第三光隔离器、第二掺铒光纤放大器、单边带调制器、微波源、第二偏振控制器、第四光隔离器、保偏光纤、泵浦激光源、波分复用器、反射镜、掺铒光纤。

但是小信号增益效果仍不显著，在光纤放大器中的应用仍受到了极大的限制。

发明内容

本发明针对上述存在的问题采用以下技术方案:

一种氟磷酸盐激光玻璃全光纤放大器，其特征在于，所述光纤放大器包括光输入端、光隔离器、波分复用器、氟磷酸盐激光玻璃全光纤、波分解复用器和光输出端；光输入端经过光隔离器与波分复用器的信号输入端连接；泵浦光源输出端与波分复用器输入端连接；波分复用器的输出端依次经过纤氟磷酸盐激光玻璃全光纤与光输出端连接。

作为优选，氟磷酸盐激光玻璃全光纤掺入阳离子，掺入的阳离子可以为折射率和玻璃转化温度(Tg)提供最佳的组合。

作为优选，所述泵浦光的波长为975nm，信号光的波长为1550nm。

作为优选，所述氟磷酸盐激光玻璃全光纤由以下按重量份数计原料组成，组成包括：Al(PO₃)₃13～25份、BaF₂18～24份、SrF₂33～42份、NaF32～45份、La₂O₃1～2份、ErF₃0.2～3.5份、YbF₃0.1～3.5份。