Światłowód kodomieszkowany jonami Tm3+ i Ho3+

• Autorzy: Żmojda J. , Kochanowicz M. , Dorosz D.

Warianty tytułu

EN

Tm3+/Ho3+ co-doped optical fibre

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono właściwości spektroskopowe szkieł antymonowo-krzemianowych ko-domieszkowanych jonami Tm3+/Ho3+. Pobudzając wytworzone szkła promieniowaniem o długości fali 795 nm zaobserwowano silne pasmo emisji w okolicy 2,1 μm odpowiadające przejściu 5I7 → 5I8 w strukturze energetycznej holmu. Na podstawie metody Förstera-Dextera, przeprowadzono analizę parametrów transferu energii pomiędzy jonami Tm3+ (donor) i Ho3+ (akceptor). W szkłach domieszkowanych układem 1Tm2O3 : 0,75Tm2O3 [% mol.] uzyskano sprawność transferu energii na poziomie 80%. Szkło to użyto na rdzeń światłowodu, który w skutek pobudzania promieniowaniem długości fali 795 nm, wykazuje silne pasmo wzmocnionej emisji spontanicznej (ASE), powstałe na drodze efektywnego transferu energii Tm3+ → Ho3+. Stwierdzono również, że w wytworzonym światłowodzie w zależności od jego długości, obserwuje się przesunięcie maksimum pasma luminescencji w kierunku fal dłuższych oraz zwężenie szerokości połówkowej, które to w przypadku długości 100 mm wynoszą odpowiednio λe = 2108 nm i ΔλFWHM = 63 nm.

EN

The infrared emission of Tm3+/Ho3+ – doped antimony-silicate glass was investigated. Strong emission at 2.1 μm corresponding to the transition 5I7 → 5I8 in holium ions was measured under 795 nm diode laser excitation. The energy transfer processes of Tm → Ho was analyzed and the results show that energy transfer between Tm3+ and Ho3+ plays an important role in the luminescence mechanism. According to Förster-Dexter theory the efficiency of energy transfer of 3F4 (Tm3+) → 5I7 (Ho3+) transition was calculated. As a result of optimizations of rare earth concentration the best efficiency of energy transfer in fabricated glasses was obtained for the molar composition of 1%Tm2O3 : 0.75%Tm2O3. Based on the optimal concentration of active ions the optical fibre was fabricated. As a result of optical pumping (795 nm) of the fabricated fibre the narrowing and red-shifting of emission peak at 2.1 μm was observed. Measured values of maximum emission peak and FWHM for the 100 mm length optical fibre are λe = 2108 nm and ΔλFWHM = 63 nm, respectively.

Słowa kluczowe

PL

światłowód aktywny; szkła antymonowe; jony Tm3+/Ho3+; ASE

EN

active fibre; antimony glass; Tm3+/Ho3+ ions; ASE

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 65, nr 1
• Strony: 55--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys,, wykr., tab.

Twórcy

autor

Żmojda J.

• Politechnika Białostocka, Katedra Optoelektroniki i Techniki Świetlnej, ul. Wiejska 45D, 15-351 Białystok

autor

Kochanowicz M.

• Politechnika Białostocka, Katedra Optoelektroniki i Techniki Świetlnej, ul. Wiejska 45D, 15-351 Białystok

autor

Dorosz D.

• Politechnika Białostocka, Katedra Optoelektroniki i Techniki Świetlnej, ul. Wiejska 45D, 15-351 Białystok

Bibliografia

• [1] Godard, A.: Infrared (2–12 μm) solid-state laser sources: a review, C. R. Physique, 8, (2007), 1100–1128.
• [2] Walsch, B.M.: Review of Tm and Ho Materials; Spectroscopy and Lasers, Laser Physics, 4, 19, (2009), 855–866.
• [3] Balda, R., Fernández, J., Revilla, S.G., Navarro, J.M., Opt. Express, 15, (2007) 6750.
• [4] Bünzli, J.G., Eliseeva, S.: Lanthanide NIR luminescence for telecommunications, bioanalyses and solar energy conversion, J. Rare Earths, 6, 28, (2010), 824.
• [5] Wanga, M., Yi, L., Wanga, G., Hua, L., Zhanga, J.: 2 μm emission performance in Ho3+ doped fluorophosphate glasses sensitized with Er3+ and Tm3+ under 800 nm excitation, Solid State Comm., 149, (2009), 1216-1220.
• [6] Richards, B., Shen, S., Jha, A., Tsang, Y., Binks, D.: Infrared emission and energy transfer in Tm3+, Tm3+-Ho3+ and Tm3+-Yb3+-doped tellurite fibre, Opt. Express, 15, (2007), 6546.
• [7] Tanabe, S.: Rare-earth-doped glasses for fiber amplifiers in broadband telecommunication, C. R. Chimie, 5, (2002), 815–824.
• [8] McCumber, D.E.: Einstein Relations Connecting Broadband Emission and Absorption Spectra, Physics. Review, 136, (1964), A954–A957.
• [9] Walsh, B.M., Barnes, N.P.: Comparison of Tm : ZBLAN and Tm : silica fiber lasers: Spectroscopy and tunable pulsed laser operation around 1.9 µm, Applied Physics B, 78, (2004), 325–333.
• [10] Xu, R.R., Tian, Y., Wang, M., Hu, L.L., Zhang, J.J.: Spectroscopic properties of 1.8 μm emission of thulium ions in germanate glass, Appl.Phys. B, 102, (2010), 109-116.
• [11] Förster, T.: Zwischenmolekulare Energiewanderung und Fluoreszenz, Ann. Physik, 2, 6 (1948), 55.
• [12] Dexter, D.L.: A Theory of Sensitized Luminescence in Solids, J. Chem. Phys., 21, (1953), 836-850.