以掺杂光子晶体光纤为介质的光纤激光器一直受到科研工作者的广泛关注, 应用于光子晶体光纤纤芯的掺稀土元素玻璃的制备成为研制掺杂光子晶体光纤的关键问题。 利用高温熔融工艺制备钕离子掺杂的40SiO2-14Al2O3-(40-x)CdO-2Li2O-2K2O-2Na2O-xNd2O3(x=0.07, 0.14, 0.21, 0.35, 0.42, 0.56 mol)重金属硅酸盐玻璃系统, 测试了其吸收光谱和荧光光谱。 采用Judd-Ofelt理论, 计算了玻璃样品的强度参数Ωt(t=2, 4, 6)以及钕离子的自发辐射概率、 荧光分支比、 荧光辐射寿命等参数。 利用测得的荧光光谱计算了钕离子能级跃迁4F3/2→4I11/2的受激发射截面及荧光有效线宽。 结果表明: 当掺Nd2O3的摩尔分数为0.42时, 制备的镉铝重金属硅酸盐玻璃具有较大的受激发射截面和比较宽的荧光有效线宽, 且与相关文献中的钕离子掺杂玻璃相比, 具有良好的激光性能和增益性能, 有望在研制掺杂光子晶体光纤中得到应用。

研制了一款超低噪声单频可调谐高抗振激光器, 介绍了它的工作原理和设计方案。该激光器工作波长为1 550 nm, 主要由单频激光谐振腔、保偏光纤放大器以及监控反馈光路组成。采用了精密稳定的闭环温控技术, 使得激光器的工作温度极其稳定, 温度控制分辨率达0.001 ℃。使用了鉴频部件及配套闭环系统锁定激光器的输出频率和功率, 由此不仅保证了波长和功率的稳定性能, 而且大大降低了激光器的低频噪声, 同时制备的激光器光学膜也有效地提高了激光损伤阈值。与同类激光器的性能相比, 设计的光纤激光器可保证功率稳定性优于1%, 相对强度噪声优于-130 dBc/Hz; 选择不同类型的种子光源谐振腔, 激光器的线宽可控制在1~400 kHz。另外, 激光器的最大波长调谐范围为3 nm, 输出功率可达1 W。在频率为1 Hz时, 其相位噪声低于10 μrad·Hz-12/m OPD; 抗振动能力可达到0.1g(g为重力加速度)。

农作物的生长和收成与光合作用有密切关系, 垂直照射的日光中绿光成分转化成对植物有强吸收的蓝光和红光并对其进行人工模拟光环境是十分有意义的。 稀土离子掺杂到玻璃材料中具有波长转换功能。 基于上述两点, 该文应用高温熔制方法制备了掺Eu3+镉铝硅酸盐玻璃, 测试了样品的吸收光谱、 激发光谱、 发射光谱, 均获得了红、 蓝光的强发射。 存在并给出对应强吸收峰的最佳掺杂浓度。 由于Cd2+的加入产生电荷迁移带红移到320 nm 左右。 可以看出选择不同的碱金属离子可以调节玻璃蓝色光的相对发射强度。 根据J-O理论, 计算其光学跃迁的强度参数Ω2和Ω4, 可以获得材料结构的有序和对称情况。

本文报道了国内自行研制和制备的以高功率光子晶体光纤激光器为目标的Yb³⁺掺杂双包层光子晶体光纤。给出了³⁺掺杂多组分玻璃芯棒和以此为芯的双包层光子晶体光纤的制备流程、工艺和关键技术。对制备的Yb³⁺掺杂多组分玻璃、双包层光子晶体光纤进行一系列的物理属性、热学和光谱测试，并通过计算分析得到相对优秀的掺杂多组分玻璃配方(Yb³⁺-(2 mol%)-SiO₂(70 mol%)-MgO-CaO-BaO-Li₂O-Al₂O₃(2 mol%))。样品中的Yb³⁺掺杂双包层光子晶体光纤具有结构规则传光性能良好等优点，为自行开发高功率光子晶体光纤激光器提供材料器件基础。