1 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院纤维集成光学教育部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈尔滨工程大学烟台研究院先进光纤传感技术研发中心，山东 烟台 264006
基于光纤后向散射的光纤传感技术具有全分布、长距离等特点，在诸多领域受到广泛关注，被认为是一种变革性技术。散射光随着传输距离增加逐渐减弱，信噪比降低导致感知性能下降，成为限制其在长距离应用的主要因素。通过光纤掺杂、写入弱光栅等方式增加光纤散射强度可以有效缓解该问题。然而对于数千米的超长距应用，散射增加意味光纤损耗的增强，通过增加散射来提升信噪比的方法失效。本课题组提出一种增加光纤后向散射强度但不增加光纤本征损耗的散射收集能力增强光纤。本文分别从增强光纤散射能力和增强后向收集能力两个方向总结了散射增强光纤的几种方法，论述了各种方法的优缺点，并进行了简要展望。
光纤光学 分布式传感 散射增强光纤 辐照光纤 微结构光纤 掺杂光纤 超长锥形光纤
1 华南理工大学 材料科学与工程学院 发光材料与器件国家重点实验室， 广东 广州 510641
2 浙江大学 光电科学与工程学院 现代光学仪器国家重点实验室，浙江 杭州 210027
自诺贝尔奖获得者高锟提出可用玻璃光纤代替传统电缆传输线，利用光波导传输光信号的方法来实现信息传输以来，人们就一直致力于优化现有光纤的性能和探索新的光纤激光介质材料。目前，用于光通信系统的光纤激光器和光放大器的增益光纤多见于稀土离子掺杂玻璃光纤，然而稀土离子固有的f-f跃迁导致较窄的传输带宽已经无法满足日益剧增的网络数据传输需求。铋（Bi）离子是继过渡金属离子、稀土离子后的第三类激活离子, 是激光材料领域发展的新方向。目前，Bi掺杂玻璃光纤已经在1150~1550 nm和1600~1800 nm范围内实现了激光输出和光信号放大。这充分说明了Bi掺杂玻璃光纤有望解决现有数据传输能力不足的问题，成为新一代光纤激光器和放大器的增益材料。因此，文中主要介绍Bi掺杂玻璃和光纤的研究进展，分析Bi掺杂玻璃及光纤材料目前存在的问题，并展望了未来的研究方向。
超宽带 红外发光 Bi掺杂玻璃 Bi掺杂光纤 ultra-broadband infrared luminescence Bi-doped glass Bi-doped fiber 红外与激光工程
2023, 52(5): 20230097
强激光与粒子束
2022, 34(11): 111002
华中科技大学武汉光电国家研究中心，湖北 武汉 430074
采用稀土掺杂光纤（又称有源光纤）制成的光纤激光器和光纤放大器具有优异的光学性能，已被广泛应用于太空、核电设施及高能物理设施中。有源光纤对辐照十分敏感，当其处于上述辐照环境时易产生辐致损耗，导致光学性能迅速恶化，因此，提高有源光纤的抗辐照性能十分有必要。本文简要介绍了有源光纤在辐照环境下的应用背景以及面临的问题，并从有源光纤的辐照特性、影响辐照特性的因素和有源光纤抗辐照手段三个方面详细介绍了国内外抗辐照有源光纤的研究进展，最后对抗辐照有源光纤未来的研究趋势进行了展望。
激光光学 稀土掺杂光纤 抗辐照 色心 辐致损耗 光纤激光器 激光与光电子学进展
2021, 58(15): 1516012
浙江工业大学光电子智能化技术研究所,浙江 杭州 310023
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。
光纤光学 放大器 PbS量子点 量子点掺杂光纤 增益带宽 最佳掺杂浓度 激励阈值 光学学报
2018, 38(10): 1006006
1 浙江工业大学 光电子智能化技术研究所，杭州 310023
2 浙江省高端激光制造装备协同创新中心，杭州 310014
测量了不同组份比例x的CdSxSe1-x/ZnS（核/壳）量子点的吸收谱和发射谱，确定了量子点的吸收系数、吸收截面和发射截面.量子点吸收截面随粒径的增大而增大、随x的增大而减小.采用紫外固化胶，制备了掺杂浓度为0.1~5 mg/mL的CdS0.4Se0.6 /ZnS量子点光纤，测量了不同掺杂浓度量子点光纤中473 nm泵浦功率的吸收衰减速率.吸收衰减速率和吸收截面弱关联于掺杂浓度.测量了光致荧光光谱强度随光纤长度和量子点浓度的变化.量子点光纤的光致荧光峰值强度随掺杂浓度和光纤长度变化而变化，且存在一个与最大峰值强度对应的饱和掺杂浓度和光纤长度.本文的实验结果有助于进一步构建新型的CdSxSe1-x/ZnS量子点增益型光电子器件.
CdSxSe1-x/ZnS量子点 吸收截面 光致荧光光谱 量子点掺杂光纤 量子点光纤传光特性 CdSxSe1-x/ZnS quantum dots Absorption cross-section Photoluminescence spectrum Quantum dot doped fiber Transmission of the doped fiber
太原理工大学物理与光电工程学院, 山西 太原 030600
基于光脉冲在掺杂光纤中的传输模型，采用分步傅里叶方法对Peregrine孤子在掺杂光纤中的产生和传输进行数值研究。基于Peregrine孤子解，讨论Peregrine孤子在掺杂光纤中的产生和传输；提取Peregrine孤子的峰值脉冲，消去背景波，研究高峰值脉冲的传输特性。结果表明，Peregrine孤子在掺杂光纤中传输时，会激发产生一个在时间和空间上都局域化的高峰值单脉冲，随后迅速分裂产生多个子脉冲；小信号增益越大，饱和能量越高，脉冲峰值强度越强，脉宽越小，激发产生的子脉冲空间间隔也不断减小；消去高峰值脉冲的背景波后，脉冲在掺杂光纤中可以稳定传输，脉宽呈呼吸式周期变化，脉冲强度呈周期性振荡，且脉冲强度的平均值不断增加。
光纤光学 非线性光学 掺杂光纤 Peregrine孤子 非线性薛定谔方程 饱和增益
浙江工业大学光电子智能化技术研究所, 浙江 杭州 310023
实现了一种硒化铅(PbSe)量子点掺杂的光纤放大器(QDFA)。以直径为4 nm 的PbSe 量子点作为光纤增益介质，由量子点掺杂光纤、980 nm 单模激光器、波分复用器、隔离器等组成全光传输结构，在1250~1370 nm 的宽带区间实现了信号光的放大。实验表明：对于纤芯直径为50 μm 的多模量子点掺杂光纤，激励阈值为62 mW，-3 dB 宽带达120 nm，-1 dB 平坦带宽为90 nm，增益可达12 dB。与传统的掺铒光纤放大器相比，QDFA 的带宽更宽，增益更平坦，噪声也较低。该QDFA 为解决目前密集型光波复用(DWDM)系统对光纤通信放大器日益增长的带宽需求提供了一种新的途径。
光纤光学 硒化铅量子点 量子点掺杂光纤 增益带宽 激励阈值 噪声系数
浙江工业大学光电子智能化技术研究所, 浙江 杭州 310023
采用粒直径为4.4 nm 的PbSe 量子点及紫外(UV)固化胶,制备了掺杂质量浓度为0.1~6.0 mg/mL、不同长度的固态纤芯量子点光纤.通过测量量子点光纤吸收谱,确定了量子点光纤980 nm 波长随掺杂浓度和光纤长度变化的吸收截面.测量了量子点光纤的光致荧光(PL)谱,其峰值光强随掺杂浓度和光纤长度变化,存在一个与最大峰值强度对应的掺杂浓度和光纤长度.实验结果有助于对PbSe量子点光纤放大器和激光器的进一步研究.
光纤光学 PbSe量子点 UV 胶 量子点掺杂光纤 掺杂浓度 光纤长度
Nufern公司商业发展部, 康涅狄格 06026, 美国
对于光纤激光器,其光输出光束性能的好坏与反馈回路中的光纤的质量有直接关系。就光纤激光器用光纤做出阐述,综述了光纤的基础知识,介绍了稀土掺杂光纤、光纤激光器与放大器平台,最后对新兴的光纤技术以及未来发展趋势做出展望和结论。
光纤激光器 掺杂光纤 光纤放大器 rare earth doped fiber fiber laser fiber amplifier
