希土類ドープ重金属酸化物ファイバの作製とその光増幅特性評価

稀土掺杂重金属氧化物光纤的制备及其光放大特性评价

• 批准号: 12750741
• 负责人: 田部 勢津久
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750741/
• 关键词: 希土類; 4f電子; ガラス; 光通信; 光ファイバ; 光増幅器; 蛍光; レーザ; 酸化物

平成13年度は、波長多重通信波長域で、高い発光効率が期待できる種々の酸化物ガラスを基本組成とし、希土類として波長1.55μm,1.45μmに発光を有するEr^<3+>,Tm^<3+>イオンをドープした試料を溶融法で作製した。純度99.99%以上の試薬(Sb_2O_3,SiO_2,Al_2O_3,TeO_2,ZnO, Na_2CO_3,Y_2O_3)を用いたバッチ組成を溶融することにより、ガラス試料を得、切削、鏡面研磨し、光学測定に供した。蛍光寿命は、Tm^<3+:3>H_4準位あるいは、Er^<3+:4>I_<11/2>準位を励起し、分光器により蛍光を分光し、InGaAsフォトダイオードとオッシロスコープにより検出した。得られた蛍光減衰曲線から寿命を求め、始準位の量子効率を算出した。ガラス組成と希土類濃度を系統的に変えて実験を行い、組成と量子効率の関係を明らかにした。また温度を変えて測定することにより、その温度依存性も明らかにした。Er^<3+>含有Sb_2O_3系ガラスにおいて広帯域な1.5μm帯発光を得ることに成功した。Tm^<3+>ドープガラス試料も作成し、光物性を調べた。その蛍光スペクトルは、温度低下に伴い1.8μm帯ピークの半値幅は減少したが、1.4μm帯ではそれほど変化しなかった。また、50K以下で1.4μm帯ピークはいくつかに分裂した。さらにこの過程において、1.8μm帯発光に対する1.4μm帯発光強度比の増加、1.4μm帯発光の重心波長の長波長化がみられた。重心波長は300Kにおいて1465nmであったが、温度の低下ともに短波長シフトし、25Kでは1485nmまで変化した。これらの発光特性は、従来のフッ化物とEDFAとの中間空白領域で使用されるS-バンドの光ファイバ増幅器への応用可能性が示された。

In 2013, the basic composition of acid compounds with high transmittance in wavelength and wavelength multiple communication wavelength range was prepared by melting method, and the wavelength was 1.55μ m and 1.45 μm. The samples (Sb_2O_3, SiO_2, Al_2O_3, TeO_2, ZnO, Na_2CO_3, Y_2O_3) with purity above 99.99% can be obtained by melting, cutting, mirror polishing and optical measurement. Optical lifetime: Tm^<3+:3>H_4 level: Er^<3+:4>I_<11/2> level: Er^<3+:4>I_<11/2> level: Er ^<3 +: 3> To calculate the quantum efficiency of the initial level, the lifetime of the optical attenuation curve is calculated. The relationship between composition and quantum efficiency Since the temperature is also measured, the temperature dependence becomes clear. Er^<3+>-containing Sb 2O 3 system has been successfully developed in the 1.5μm band. Tm^<3+> The sample was prepared and its optical properties were adjusted. The temperature drop is accompanied by a decrease in the half-amplitude of the 1.8μm band, and a decrease in the half-amplitude of the 1.4μm band Below 50K, 1.4μm band is split. In this process, the intensity ratio of 1.4 μ m band emission light increases, and the center of gravity wavelength of 1.4 μ m band emission light increases. Center of gravity wavelength from 300K to 1465nm, temperature drop to 1485nm The light emission characteristics of these compounds and EDFA in the middle of the blank area of the use of S-type optical amplifier to show the possibility of use

项目成果

Setsuhisa Tanabe: "Improved emission of Tm^<3+>-doped glass for a 1.4μm amplifier by radiative energy transfer between Tm^<3+> and Nd^<3+>"Optics Letters. 25[11]. 817-819 (2000)

Setsuhisa Tanabe：“通过 Tm^<3+> 和 Nd^<3+> 之间的辐射能量转移改善 1.4μm 放大器的 Tm^<3+> 掺杂玻璃的发射”光学快报 25[11]。 819（2000）

田部勢津久: "波長多重通信光増幅器用新規酸化物ガラスにおけるTm,Erイオンの光物性"Materials Intergration(エレクトロニクセラミックス). 13[9]. 39-45 (2000)

Setsuhisa Tabe：“用于波分复用光学放大器的新型氧化物玻璃中的 Tm、Er 离子的光学特性”材料集成（电子陶瓷）13[9]。

Setsuhisa Tanabe: "Broad-band 1.5μm emission of Er^<3+> ions in bismuth-based oxide glasses for potential WDM amplifier"Journal of Luminescence. 87-89. 670-672 (2000)

Setsuhisa Tanabe：“用于潜在 WDM 放大器的铋基氧化物玻璃中 Er^3+ 离子的宽带 1.5μm 发射”发光杂志 87-89 (2000)。

田部 勢津久: "高密度波長分割多重通信と要素ガラスデバイス"ニューガラス. 16巻3号. 2-7 (2001)

Setsuhisa Tabe：“高密度波分复用通信和元素玻璃器件”New Glass，第 16 卷，第 3. 2-7 期（2001 年）。

Hideaki Hayashi: "1.4μm-band emission properties of Tm^<3+> ions in transparent glass ceramics containing PbF_2 nanocrystals for S-band amplifier"Journal of Applied Physics. 89[2]. 1041-45 (2001)

Hideaki Hayashi：“用于 S 波段放大器的含 PbF_2 纳米晶体的透明玻璃陶瓷中 Tm^<3+> 离子的 1.4μm 波段发射特性”应用物理杂志 89[2]。