近日，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光單元技術(shù)實(shí)驗(yàn)室提出了一種基于溶膠凝膠法結(jié)合石英管內(nèi)壁涂覆與熔融拉錐工藝的光纖制備新方案。研究團(tuán)隊(duì)利用該方案，在高SiO₂含量玻璃光纖中實(shí)現(xiàn)Yb³⁺離子高濃度摻雜。相關(guān)成果發(fā)表于《光學(xué)與激光技術(shù)》(Optics & Laser Technology)。

　　自20世紀(jì)90年代提出單頻激光這一概念以來，單頻激光技術(shù)不斷取得顯著進(jìn)展，并且取得越來越廣泛的應(yīng)用。稀土摻雜單頻激光器通常要求高濃度的稀土離子摻雜。然而，高SiO₂含量的玻璃基質(zhì)因其結(jié)構(gòu)特性難以實(shí)現(xiàn)稀土離子高摻，商用SiO₂光纖中Yb³⁺離子的摻雜水平通常低于1wt%。

　　研究團(tuán)隊(duì)提出的光纖制備新方案主要分為三個(gè)步驟：石英管內(nèi)壁涂覆、膜層的熱處理、二次熔融拉錐過程。利用該方案，團(tuán)隊(duì)成功制備得到~1.03μm高SiO₂含量玻璃有源光纖，Yb³⁺摻雜濃度高達(dá)5.7wt%，激光輸出的信噪比高達(dá)70dB。制得的光纖很容易與商用石英基無源光纖器件（如光纖光柵）熔接。

　　該方案克服了高SiO₂含量玻璃光纖中Yb³⁺離子溶解率低的問題，有望應(yīng)用于制備短腔高增益石英基光纖。研究團(tuán)隊(duì)指出，該方案中只要該組分溶膠能夠成功制備得到且具有良好的分散性，光纖的纖芯組成可以替換為任何高稀土摻雜組分。因此，該方案將對制備±1um、±1.5um甚至±2um石英基單頻種子激光器均具有參考意義。

　　相關(guān)研究得到國家自然科學(xué)基金和上海國際合作基金的支持。

　　原文鏈接 

　　(a)(b)(c)稀土高摻石英包層光纖的制備流程圖；(d)自制光纖與商用石英基無源光纖組件熔接的顯微拍圖；(e)激光輸出