近日，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光單元技術實驗室提出了一種基于溶膠凝膠法結合石英管內壁涂覆與熔融拉錐工藝的光纖制備新方案。研究團隊利用該方案，在高SiO2含量玻璃光纖中實現Yb3+離子高濃度摻雜。
　　
　　自20世紀90年代提出單頻激光這一概念以來，單頻激光技術不斷取得顯著進展，并且取得越來越廣泛的應用。稀土摻雜單頻激光器通常要求高濃度的稀土離子摻雜。然而，高SiO2含量的玻璃基質因其結構特性難以實現稀土離子高摻，商用SiO2光纖中Yb3+離子的摻雜水平通常低于1wt%。
　　
　　研究團隊提出的光纖制備新方案主要分為三個步驟：石英管內壁涂覆、膜層的熱處理、二次熔融拉錐過程。利用該方案，團隊成功制備得到~1.03μm高SiO2含量玻璃有源光纖，Yb3+摻雜濃度高達5.7wt%，激光輸出的信噪比高達70dB。制得的光纖很容易與商用石英基無源光纖器件（如光纖光柵）熔接。
　　

(a)(b)(c)稀土高摻石英包層光纖的制備流程圖；(d)自制光纖與商用石英基無源光纖組件熔接的顯微拍圖；(e)激光輸出

　　
　　該方案克服了高SiO2含量玻璃光纖中Yb3+離子溶解率低的問題，有望應用于制備短腔高增益石英基光纖。研究團隊指出，該方案中只要該組分溶膠能夠成功制備得到且具有良好的分散性，光纖的纖芯組成可以替換為任何高稀土摻雜組分。因此，該方案將對制備±1um、±1.5um甚至±2um石英基單頻種子激光器均具有參考意義。
　　
　　該相關成果發表于《光學與激光技術(Optics & Laser Technology)》。原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0030399220310586?via%3Dihub，相關研究得到國家自然科學基金和上海國際合作基金的支持。
　　
　　來源： 上海光學精密機械研究所