超宽带、高增益掺铋石英光纤及其光放大特性研究

项目名称： 超宽带、高增益掺铋石英光纤及其光放大特性研究

项目编号： No.61275051

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 文建湘

作者单位： 上海大学

项目金额： 87万元

中文摘要： 随着超宽带、高速传输光纤通信发展与光纤器件的应用需求，一种新型掺铋发光介质材料引起世人关注，其激活中心为什么在近红外波段发光的本质特征一直是国际光纤研究领域的热点与难点。本项目利用量子化学密度泛函理论，从分子微结构角度，研究具有不同价健结构的掺铋石英光纤在近红外波段的光辐射机理，并建立不同耦合效应条件下，铋离子的能级结构模型；同时，研究辐射对石英光纤的作用机理，建立掺铋光纤激活中心具有超宽带、高增益特性的耦合结构理论模型。据此，通过原子层沉积（ALD）与改良化学气相沉积(MCVD)技术融合，在石英基质光纤材料内实现均匀分散、浓度精确可控的纳米掺杂，然后通过辐射、"光退火"等特殊处理技术，调节激活中心的价健结构，并增强其稳定性，研制出掺铋石英放大光纤，实现1100nm-1500nm波段的超宽带、高增益光放大功能，以满足下一代超宽带、高速传输光纤通信、非常规光纤激光器及其它光电子产业发展。

中文关键词： 掺铋材料；石英光纤；超宽带；高增益；光放大

英文摘要： With the application needs of ultra-broadband, high-speed optical fiber communication technologies development and fiber optic devices, a new type of bismuth-doped materials of luminescence characterics are attracted. Why the activated center is of luminous in the near-infrared range is hot and difficulties in the fiber optic fields. This project studies the radiation mechanism on bismuth-doped optics fiber of different valence bond structures from the molecular micro-structure level, using quantum chemical Density Functional Theory, and builds energy level models of the different bismuth ions coupling effect.At the same time,we will investigate the interaction mechanism between irradiation and silica fiber materials, and establish the coupling theory models for bismuth-doped fiber activation center of ultra-broadband ,high-gain characteristics. Thereby, by technology combiling betweem atomic layer deposition (ALD) and modified chemical vapor deposition (MCVD), the dopant material is to uniform dispersion good, precise control of the dopent concentration in silica fiber materials. Then by the irradiation, light annealing special processing techniques, adjusting the activation center valence bond structures and improving its stability,we will fabricate a type of bismuth-doped optical fibers of ultra-broadband,

英文关键词： Bimuth-doped materials；Silica optical fiber；Ultr-broadband；High-gain；Optical amplification