PbSe量子點(diǎn)寬帶光纖通信放大器實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、近年來，人們對半導(dǎo)體量子點(diǎn)的研究發(fā)展迅速。有些量子點(diǎn)具備了良好的吸收光譜和發(fā)射光譜，比如，在制備量子點(diǎn)時，可以通過調(diào)控量子點(diǎn)的尺寸來控制它的帶隙寬度，進(jìn)而調(diào)控發(fā)射峰和吸收峰的波長位置以及發(fā)射譜的半高全寬(FWHM)。天然稀土元素是不具備這些獨(dú)特的性質(zhì)的，因此，以量子點(diǎn)作為增益介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)寬帶光纖通信放大器是一個十分誘人的課題。
　　本文首次在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了以PbSe量子點(diǎn)作為增益介質(zhì)構(gòu)成的新型光纖放大器，主要做了以下四個方面的工作：<

2、br>　　(1)通過振蕩蒸發(fā)，以紫外固化膠(UV膠)作為本底，成功制備了PbSe量子點(diǎn)膠體。采用紫外可見近紅外分光光度儀和熒光光譜儀等，對PbSe量子點(diǎn)膠體中PbSe量子點(diǎn)的吸收光譜和發(fā)射光譜進(jìn)行了觀測分析。
　　(2)采用抽真空的方法，將預(yù)先配制好的不同濃度PbSe量子點(diǎn)膠體灌到空心光纖里面。進(jìn)而制備成不同濃度和不同長度的摻量子點(diǎn)光纖(QDF)。采用熒光光譜儀對不同濃度和長度下QDF的熒光光譜進(jìn)行測量，從而確定熒光輻射強(qiáng)度與光纖

3、長度和摻雜濃度之間的關(guān)系。
　　(3)摻量子點(diǎn)光纖放大器(QDFA)的實(shí)驗(yàn)裝置搭建。QDFA由980/1310 nm波分復(fù)用器(WDM)、PbSe量子點(diǎn)光纖(QDF)、1310 nm雙級光隔離器(ISO)組成。抽運(yùn)源采用980 nm半導(dǎo)體激光器(LD)，信號源采用1310 nm SLED寬帶光源。
　　(4)采用熒光光譜儀對放大器的輸出功率進(jìn)行測量，實(shí)驗(yàn)得到輸出功率隨泵浦功率、摻雜濃度、光纖長度變化的結(jié)果。由量子點(diǎn)光纖、波分

4、復(fù)用器、隔離器、980 nm的LD等構(gòu)建的全光纖量子點(diǎn)光纖放大器(QDFA)，在1250~1370 nm的帶寬區(qū)間實(shí)現(xiàn)了信號光放大。對于纖芯直徑50μm的光纖，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)抽運(yùn)功率閾值為62 mW。當(dāng)量子點(diǎn)摻雜濃度為4 mg/mL、摻雜光纖長度為4 cm時，可獲得最大增益(~12 dB)，-1 dB平坦帶寬達(dá)90 nm(1270~1360 nm)，-3 dB帶寬為120 nm(1250~1370 nm)。QDFA的增益、帶寬和噪聲特性等與量