上海大学设立纳米薄膜放大光纤课题组

　　12/06/2006，近日，由上海大学王廷云课题组提出了一种新型光纤目前使用的放大光纤都是掺杂稀土放大光纤，即在光纤的纤芯掺杂稀土元素实现光信号放大。
　　按稀土放大光纤的种类划分，有掺铒光纤、掺铒碲化物光纤、掺镨氟化物光纤、掺铥氟化物光纤等，分别构成不同波段的光纤放大器。在结构方面，为了更好的提高放大效率，出现了双包层掺杂稀土光纤，而为了提高纤芯吸收泵浦光的效率就必须优化内包层的截面形状，这样就又出现了非圆内包层掺杂稀土光纤。但是用掺杂稀土放大光纤制作放大器还存在以下问题：①使用光纤较长、易受外界干扰；②非圆内包层掺杂稀土光纤，制造工艺复杂，不易实现；③每种掺杂光纤的带宽有限。
　　正是针对以上问题，上海大学王廷云课题组提出了研制一种新型光纤以更好地解决如上问题的课题研究，该光纤在纤芯和包层间夹有一层无机活性纳米薄膜材料，从而形成了纳米薄膜内包层光纤，这种光纤有放大的功能，所以简称纳米薄膜放大光纤。当用直接带隙半导体材料（如InP、GaAs等）作为薄膜层时，如果光纤的入射泵浦光子能量大于直接带隙能量时，会发生强烈的本征吸收，入射光子使价带中的电子受激发而垂直跃迁进入导带，这样当光波通过处于该状态的半导体时，通过激光泵浦能量将获得增益（或放大）效果。由于直接采用半导体薄膜层作为受激介质，所以它的粒子反转程度极高，且因又是直接带隙材料，跃迁几率和泵浦光吸收效率也很高，因此短光纤就会有较高的放大增益。另外，纳米薄膜放大光纤没有采用稀土元素材料，而是半导体活性材料，这样粒子的跃迁不是发生在分立的能级之间，而是产生于两个能带（价带和导带）之间，因而放大的谱宽要比掺杂稀土元素光纤要宽得多，大约是传统掺铒光纤放大器的3~5倍。所以，这是一种短光纤化、宽带宽、高效泵浦、使用方便、价格低廉的新型放大光纤。相信王教授的研究将会为我们带来放大器领域新的突破！