实现了基于PbS量子点掺杂的近红外S-C-L超宽带低噪声光纤放大器(QDFA)。以紫外(UV)固化胶为光纤纤芯本底,以PbS量子点作为增益介质,由973 nm单模激光器、隔离器、波分复用器、量子点掺杂光纤等构成全光路结构,在1470~1620 nm的宽波带区间实现了对信号光的放大。结果表明:在1550 nm波长附近,QDFA的带宽为75 nm。当输入信号光功率为-23 dBm时,开关增益为16 dB~19 dB(净增益为12.26 dB~15.26 dB),噪声系数约为3 dB。实验观测到了较明显的激励阈值和增益饱和现象,确定了适用的量子点掺杂浓度与光纤长度之间的线性关系。所实现的QDFA的带宽、C波带增益平坦度、噪声系数等指标优于常规的掺铒光纤放大器(EDFAs),L波带增益平坦度略低于经优化的多光纤EDFAs。

通过测量PbS量子点的吸收谱、时间分辨的荧光谱以及透射电子显微镜图, 确定了不同粒径、不同温度、不同本底PbS量子点的光致荧光寿命, 得到了描述第一吸收峰波长随量子点粒径变化的经验公式。结果表明, 荧光寿命强关联于量子点粒径, 可用负指数经验公式表达; 荧光寿命弱依赖于温度; 本底材料由于表面极化效应对荧光寿命也有影响。