Исследование эффективности люминесценции тулиевого оптического волокна разных производителей
Исследуемое волокно: Тулий-иттербиевое с двойной оболочкой 10/125
Количество: 2 м (тестовый образец).
Исследование люминесценции
Для исследования люминесценции активного волокна применялась схема, представленная на рисунке 1.
Рисунок 1 – оптическая схема для исследования люминесценции активного волокна
Накачка активного волокна осуществлялась в двух вариантах: диодным модулем BWT K793D с длиной волны 793 нм, мощностью 30 Вт и диодным модулем BWT K915FA2RN с длиной волны 915 нм, мощностью 20 Вт.
Ввод излучения накачки в волокно был организован с помощью объединителя Lightcomm типа (2+1)х1. Потери ввода излучения накачки в используемом каплере составляют 5%. Потери полезного сигнала составляют 5%.
Результаты экспериментальных исследований
В ходе экспериментальных исследований в точках 1 и 2 (см. рисунок 1) измерялась мощность излучения. Мощность излучения измерялась головкой Ophir FL250A-LP2-35.
В таблице 1 приведены результаты измерения мощности излучения люминесценции при использовании накачки с длиной волны 793 нм на выходе объединителя, в точках 1 и 2 при разных значениях поглощенной мощности излучения накачки, а также значение эффективности.
Таблица 1 – Результаты эксперимента
Р нак, Вт | Р1, Вт | Р2, Вт |
Р1 +Р2, Вт |
η, % |
0,1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
4,3 | 0,4 | 0,7 | 1,1 | 25,6 |
8,1 | 1,0 | 1,2 | 2,2 | 27,2 |
11,6 | 1,5 | 2,0 | 3,5 | 30,2 |
16,0 | 2,2 | 2,7 | 4,9 |
30,6 |
Рнак – мощность поглощенного излучения накачки
Рисунок 2 – Зависимость мощности излучения люминесценции от мощности излучения накачки
Волокно характеризуется ярким свечением синей области спектра и излучением накачки, что представлено на рисунках 3 и 4.
Рисунок 3 – Свечение волокна
Рисунок 4 – Свечение волокна
В таблице 2 приведены результаты измерения мощности излучения люминесценции при использовании накачки с длиной волны 915 нм на выходе объединителя, в точках 1 и 2 при разных значениях поглощенной мощности излучения накачки, а также значение эффективности.
Таблица 2 – Результаты эксперимента
Р нак, Вт | Р1, Вт | Р2, Вт | Р1 +Р2, Вт | η, % |
1,1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2,2 | 0,01 | 0,1 | 0,11 | 5,0 |
3,4 | 0,03 | 0,3 | 0,33 | 9,7 |
4,3 | 0,09 | 0,4 | 0,49 | 11,4 |
6,3 | 0,27 | 0,5 | 0,77 | 12,2 |
8,8 | 0,39 | 0,8 | 1,19 | 13,5 |
10,6 | 0,42 | 1,2 | 1,62 |
15,3 |
Рнак – мощность поглощенного излучения накачки
Свечение волокна еще более выражено в синей области спектра по сравнению с использованием накачки 793 нм, что представлено на рисунках 5 и 6.
Рисунок 5 – Свечение волокна
Рисунок 6 – Свечение волокна
Рисунок 7 – Зависимость мощности излучения люминесценции от мощности излучения накачки
Заключение
Таким образом, проведено исследование люминесцентных свойств активного волокна, легированного ионами тулия и иттербия. Получено, что наибольшая эффективность мощности излучения люминесценции по отношению к поглощенной мощности излучения накачки составила 30,6 % при использовании излучения накачки с длиной волны 793 нм. При использовании излучения накачки с длиной волны 915 нм максимальная эффективность составила 15,3%. Полученные результаты будут использоваться для модернизации параметров волокна и увеличения эффективности.