一种抑制1060nm自发辐射的Nd3+掺杂石英光纤及其制备方法

技术领域

本发明涉及玻璃光纤领域，特别是一种发射波长处于900nm附近的稀土掺杂石英玻璃光纤及其制备方法，它的1060nm附近的自发辐射被有效抑制。

背景技术

随着激光器应用技术的不断发展，波长为900nm的激光吸引了越来越多学者的研究关注。高功率900nm连续激光可直接应用于泵浦掺Yb

目前900nm激光器主要包括三大类，即钛宝石激光器、掺Nd

然而，通常掺Nd

为从根本上解决900nm与1060nm跃迁竞争的问题，中国科学院上海光机所本研究小组近年提出了一种调控纤芯玻璃荧光光谱的方法，并于2021年授权了“一种提高900nm荧光强度的Nd

在此，我们提出另一种直接抑制1060nm自发辐射的方法，即在掺Nd

发明内容

通常，Nd

本发明的技术解决方案为：

一种抑制1060nm自发辐射的Nd

进一步地，所述纤芯和内包层中的石英玻璃均包括：SiO

进一步地，纤芯中各氧化物的质量百分比为：(0.05～1％)Nd

进一步地，内包层玻璃中各氧化物摩尔百分比为：(0.001～0.5％)Sm

进一步地，光纤纤芯与纯石英的折射率差为0.001～0.02，纤芯直径为3～30μm。

进一步地，掺Sm

该光纤采用管棒法拉制，掺Nd

进一步地，以此光纤为增益介质，可以在无需空间滤波元件下获得900nm附近的激光输出。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、通过向掺Nd

2、基于溶胶凝胶法结合高温烧结工艺制备掺Nd

3、在基于该光纤获得900nm激光，光路中无需额外引入滤波器件即可去除1060nm自发辐射噪声，实现具有高信噪比的900nm激光。同时，由于不需滤波元件，光路复杂度显著减低。

附图说明

图1：本发明实施例1#中的光纤折射率分布图；

图2：本发明实施例1#中的光纤激光光谱。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1：

本实施例为一种抑制1060nm自发辐射的Nd

1)按设计组分称量原材料，SiO

2)将硅醇盐：水：无水乙醇＝1：2～10：4～20的比例计算称取原料，配置成混合溶液，然后将六水合氯化铝、磷酸依次加入所述的混合溶液中，搅拌1～5小时后，再加入稀土六水合氯化物的水溶液，在室温下继续搅拌0.5～2小时，获得稀土掺杂的透明或半透明SiO

3)将步骤2)所得SiO

4)将步骤3)所得溶胶液放入恒温水域锅中在15～70℃条件下加热搅拌，直到形成凝胶块体；

5)将步骤4)所得凝胶块体置于50-120℃石墨加热板上加速陈化并初步除水，得到干凝胶粉体；

6)将步骤5)所得干凝胶粉体在500～1000℃的管式炉中通氧气热处理2～24小时，得到完全干燥的掺杂粉体；

7)将步骤6)所得掺杂粉体置于钨丝真空炉中，继续加热至1650～1800℃，得到掺杂透明石英玻璃；

8)将步骤7)所得掺Nd

9)将步骤8)掺Sm

10)将步骤9)所得掺Nd

11)将步骤10)所得光纤预制棒在1950-2050℃拉制成掺Nd

12)取1米步骤11)所得单模光纤为增益介质，与中心波长位于915nm的光纤光栅搭建谐振腔，在808nm半导体激光器泵浦下得到915nm连续激光输出，，不同长度的光纤获得的激光光谱均表现出较高的信噪比，其915nm激光信号强度比1060nm自发辐射强度高48dB，且900nm处自发辐射光强也比1060nm附近自发辐射光更强。因此，该光纤具有很好的1060nm自发辐射抑制效果。

实施例2：

本实施例为一种抑制1060nm自发辐射的Nd

实施例3：

本实施例为一种抑制1060nm自发辐射的Nd