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全光网络现在已经成为光纤通信的趋势,朝着超高速率、大容量、长距离传输光纤方向发展。截止到现在,掺铒石英光纤工作窗口主要在C波段的1530-1560nm,然而这一波段仅利用了石英单模光纤低损耗窗口的一部分,限制了光纤可容纳信道的充分利用。现在,为了更进一步拓宽通信领域里的通信窗口,人们把研究方向纷纷投向Pr3+、Tm3+和Ho3+掺杂的主动光学放大器件。根据以上考虑,我们设计合成了Er3+/Yb3+掺杂芯包异质型单模光纤放大器,并且测试分析了Er3+在其中的光学和光谱特性,对其信号增益能力进行了系统的表征和研究,为Pr3+、Tm3+和Ho3+掺杂多组分磷酸盐玻璃制备特殊波段信号放大器奠定基础。本次工作中,采用高温熔融方法制备了玻璃样品,利用Judd-Ofelt理论对玻璃的吸收光谱进行拟合,求得Er3+强度参数t(t=2,4,6)分别为6.181020,1.021020和0.751020cm2,同时计算了Er3+离子各能级跃迁的光谱参数。例如:振子强度、自发辐射跃迁概率、辐射寿命和荧光分支比等。此外,采用棒管法制备单模玻璃光纤,光纤预制棒由光纤纤芯和包层组合构成,稀土掺杂纤芯的折射率大于包层折射率,满足纤芯和包层相对折射率要求范围。在组分配比中,Ba有较大的原子半径,它的适量掺杂引起折射率发生相对变化。芯包异质型结构,不仅能合理调节玻璃组分,获得最佳优良配方;而且还能解决芯包相对折射率。表征了Er3+/Yb3+掺杂芯包异质型磷酸盐单模光纤的光学性能,并且测得光纤近场模式直径为~10μm,计算了数值孔径(0.132)。研究了其信号放大能力,获得5.8cm长光纤放大器的相对增益和内部增益分别为32.3dB和15.0dB。相对增益补偿了传播损耗和吸收损耗,同时在1535nm处我们得到了其最大内部增益系数为2.6dB/cm。基于Er3+/Yb3+掺杂芯包异质型多组分磷酸盐光纤制备成功和其信号放大的优良特性,我们相信Pr3+, Tm3+和Ho3+掺杂芯包异质多组分型磷酸盐光纤将会为发展O-, S-和U-特殊波段光纤放大器带来新的惊喜。