а з резонатором, утвореним бреггівськими гратами
В іншому експерименті, де також була низька концентрація вісмуту, теж використовувалося волокно довжиною 80 м [19]. У зв'язку з втратами і нелинейностями, більш коротке волокно краще, однак, починає спостерігатися концентраційне гасіння люмінесценції навіть при порівняно невеликих концентраціях вісмуту, а це заважає подальшому укорочення волокна. Концентрація Bi 0.005% відповідна 0.3 дБ / м поглинанню на 1070 нм була встановлена ??як верхній поріг лазерної генерації. Є два можливих перешкоди для збільшення концентрації вісмуту. 1) ІК люмінесценція спостерігається тільки коли іони вісмуту займають відповідні положення поруч з алюмінієм. Отже, перевищення концентрацією вісмуту числа відповідних місць може викликати тільки ненасищаемой поглинання, або, в кращому випадку, не дати ніякого ефекту. 2) Так як лазерна довжина хвилі знаходиться в хвості смуги поглинання, висока концентрація вісмуту дає зростання додаткових втрат сигналу. Враховуючи залежність від часу життя збудженого стану це може вести до високих пороговим значенням у довгих волокнах з високою концентрацією. Незважаючи на ці перешкоди, необхідно збільшувати ефективну концентрацію вісмуту для коротко-волоконної лазерної генерації, щоб уникнути небажаних нелінійних ефектів для вісмутових волоконних лазерів з зовнішньої накачуванням. Автори дослідження [15] повідомляють про високолегованих вісмутом волокнах, на основі германій-алюмосилікатного скла, що дають лазерну генерацію на 1.16 мкм завдовжки 25 м при кімнатній температурі.
Посилення було отримано не тільки в оптичних волокнах, а й у хвилеводах, сформованих в обсязі силікатного скла, легованого вісмутом [16]. Склад вихідної суміші для виготовлення скла включав BiO (1%), SiO (92%), AlO (7%). Хвилевід був сформований за допомогою фемтосекундного лазера. Лазерний промінь був сфокусований усередині матеріалу на глибині приблизно 100 мкм. Зразок переміщався перпендикулярно напрямку лазерного променя. Після цього, грані були відполіровані і кінцева довжина хвилеводу склала 5 мм.
Було продемонстровано значне внутрішнє посилення, яке відкриває перспективи для виробництва компактних широкосмугових підсилювачів і широкосмугових фемтосекундних лазерів. Важливо відзначити, що накачування здійснювалася на 980нм, так само як в ербій-легованих системах. Величина посилення склала 2.7 дБ, що досить багато для хвилеводу довжиною 5 мм.
Отже, різні прилади і пристрої на основі легованого вісмутом скла вже реалізовані, однак фізична природа лежать в їх основі явищ досі чітко не визначена.
1.3 Фізична природа поглинання і люмінесценції
У літературі пропонується досить багато різних моделей, що описують природу люмінесцентних центрів у склі, легованому вісмутом.
Фуджімото та ін (автори відкриття ІЧ-люмінесценції в вісмутових стеклах) приписували люмінесценцію і поглинання електронним переходам в іонах Bi5 + між основним і збудженими рівнями енергії. Так як іони алюмінію Al3 + в матриці заміщають іони Si4 +, можуть формуватися негативні дефекти AlSi і електрично компенсуватися дефектами BiSi - іонами Bi5 +, замещающими Si4 +.
Проте деякі дослідники вважають, що вісмут в склі існує в низьковалентних стані (Bi + або кластер). Поглинання і люм...
