中红外光纤激光器用硫系掺杂光纤制备及性能研究
批准号:
61605095
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
刘自军
依托单位:
学科分类:
传输与交换光子器件
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
许银生、刘永兴、赵浙明、王晓美、卞俊轶、潘章豪、黄炎
中文摘要
中红外光纤激光器在民事和军事领域具有广泛的用途,已成为国内外研究的热点;产生中红外光纤激光要求基质声子能量低、本征损耗小。目前只有硫系玻璃具有优良的透中远红外和成纤特性,是中红外光纤激光器的理想基质材料。但硫系掺杂光纤基质的提纯、掺杂稀土配位调控、光纤结构损耗、耦合泵浦技术等方面的研究有待深入。本课题拟通过对硫系玻璃中稀土局域环境的调控机理、稀土团簇抑制方法、含镓难蒸馏玻璃的化学反应提纯技术、低结构损耗光纤拉丝参数及泵浦方案的调控优化等基础科学问题进行深入的研究,以获得具有高稀土溶解度的硫系玻璃组分,解决硫系光纤低损耗制备关键技术,研制出用于3~5 μm光纤激光器的高效发光硫系玻璃光纤。通过本项目的研究为今后在理论上设计和开发新型稀土掺杂中红外硫系光纤基质材料提供科学的基础数据和技术支持,具有重要的现实意义。
英文摘要
Mid-infrared fiber lasers with a wide range of uses in civil and military, and has become a hot spot of research at home and abroad. In the generation of mid-infrared fiber lasers the low phonon energy and small intrinsic losses are required. At present,only the chalcogenide glass has excellent transmissivity and fiber-drawing properties is an ideal glass matrix for the preparation of mid-infrared fiber lasers. However, the purification of the rare earth doped chalcogenide fiber matrix, the regulation of the rare earth coordination, the loss of the fiber structure, and the coupling pump technology are need to be further research. In order to obtain the chalcogenide glass with high rare-earth doping property, solve the key technology of low loss in fiber preparation, and obtain the 3~5μm high efficient emissions chalcogenide glass fiber. The following basic scientific problems must be researched in advance: the regulation mechanism of the local area environment, the method of rear earth clusters suppression, the chemical reaction purification technology of the hard distillation glass with gallium content, the low loss fiber drawing parameters control and the optimization of pump plan. This project is of great practical significance, it will provide scientific data and technical support for the future design and development of new rare-earth doped mid-infrared chalcogenide fiber material.
中红外光纤激光器在环境监测等领域具有重要的应用价值。本课题以研制在3-5μm中红外光纤激光器方面极有应用前景的Pr3+稀土离子掺杂硫系玻璃光纤材料为对象,依靠项目三年的资助,项目组系统研究了基质硫系玻璃的组成和结构对稀土离子掺杂浓度和中红外荧光发射特性的影响规律,确定了产生高效中红外荧光发射的新泵浦方式和共掺杂方式,制备出了几组稀土掺杂浓度高、发光对应能级的量子跃迁效率高、光学损耗低、物理化学性质稳定满足拉纤条件要求的稀土离子掺杂硫系玻璃材料,并通过合理的光纤结构设计和光纤拉制工艺实验,确定了制备高质量稀土掺杂硫系玻璃光纤的工艺条件和参数。根据粒子数方程和传输方程对稀土掺杂硫系光纤中红外激光输出特性进行了模拟,进一步优化光纤参数及掺杂对激光输出的影响。在该项目的研究中,项目组在国内外学术刊物上发表论文6篇,授权国家发明专利2项,培养博士研究生1人,硕士研究生3人。积累了大量宝贵的研究经验,对今后该领域的进一步研究将具有很好的指导意义。
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Research on structure and mid-infrared photoluminescence of Ga3+/Er3+ co-doped As-S glasses
Ga3/Er3共掺As-S玻璃的结构及中红外光致发光研究
DOI:
10.1016/j.jnoncrysol.2017.07.002
发表时间:
2017-09
期刊:
Journal of Non-Crystalline Solids
影响因子:
3.5
作者:
[Huang Yan, Liu Zijun, Chen Hua, Bian Junyi, Zhang Xianghua, Wang Xunsi, Dai Shixun]
通讯作者:
Dai Shixun
DOI:
--
发表时间:
2017
期刊:
激光与光电子学进展
影响因子:
--
作者:
[刘自军, 卞俊轶, 黄炎, 徐铁峰, 王训四, 戴世勋]
通讯作者:
戴世勋
DOI:
--
发表时间:
2017
期刊:
宁波大学学报
影响因子:
--
作者:
[卞俊轶, 徐铁峰]
通讯作者:
徐铁峰
Fabrication and characterization of mid-infrared emission of Pr3+ doped selenide chalcogenide glasses and fibres
Pr3 掺杂硒化物玻璃和光纤的中红外发射特性
DOI:
10.1039/c7ra05319c
发表时间:
2017-08
期刊:
RSC Advances
影响因子:
3.9
作者:
[Liu Zijun, Bian Junyi, Huang Yan, Xu Tiefeng, Wang Xunsi, Dai Shixun]
通讯作者:
Dai Shixun
Experimental and numerical investigation of mid-infrared laser in Pr3 -doped chalcogenide fiber
Pr3掺杂硫系光纤中红外激光的实验与数值研究
DOI:
10.1088/1674-1056/28/2/024209
发表时间:
2019
期刊:
Chinese Physics B
影响因子:
1.7
作者:
[Chen Hua, Xia Ke Lun, Liu Zi Jun, Wang Xun Si, Zhang Xiang Hua, Xu Yin Sheng, Dai Shi Xun]
通讯作者:
Dai Shi Xun
共 6 条
远红外非晶薄膜材料设计与制备
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批准号:LDT23F05012F05
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2023
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负责人:刘自军
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依托单位:
基于热扩散缺陷消除的高激光损伤阈值硫系光纤研究
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批准号:62375147
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项目类别:面上项目
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资助金额:49万元
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批准年份:2023
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负责人:刘自军
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依托单位:
过渡金属掺杂II-VI纳米晶-硫系玻璃复合光纤及中红外激光性能研究
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批准号:61975086
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项目类别:面上项目
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资助金额:59.0万元
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批准年份:2019
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负责人:刘自军
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依托单位:
纳米晶-硫系玻璃复合中红外激光材料制备及性能研究
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批准号:LY19F050004
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2018
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负责人:刘自军
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依托单位:
国内基金
海外基金