專利名稱：納米晶體量子點光纖及光纖放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光電子技術(shù)領(lǐng)域，為一種光通訊器件，尤其是一種光纖及光纖放大器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的光纖放大器是摻天然稀土元素(例如鉺、銩、鐿等)的光纖放大器。由于其具有寬帶寬、高增益、低噪聲等特點，在密集波分復(fù)用全光網(wǎng)通訊中已經(jīng)是一個關(guān)鍵器件。目前，研究和應(yīng)用最多的是摻鉺光纖放大器(EDFAs)。為了增加光纖放大器的平坦增益和帶寬，人們使用了許多不同的方法，例如將傳統(tǒng)波帶(C-band)和長波帶(L-band)雙纖芯摻鉺光纖串接起來，可獲得超帶寬、增益平坦的放大器。這種新型放大器在1515-1620nm區(qū)間的平坦增益為15dB，在C波帶(1515-1555nm)之間的增益變化為1.3dB，在L波帶(1562-1620nm)之間是1.5dB，噪聲譜在整個波帶上是4.5-4.8dB。這些平坦增益和帶寬指標，基本代表了目前EDFAs的最好水平，也基本代表了EDFAs所能達到的極限。
雖然天然元素摻雜以及串接技術(shù)等使光纖放大器性能得到了極大的提高，但是，由于天然元素的輻射(吸收)譜波長及譜寬是恒定的，因此，它的平坦增益、寬帶、噪聲等重要指標都受到了限制，無法進一步提高。近年來，人工納米晶體材料(量子點)領(lǐng)域有許多新的發(fā)展。量子點是準零維納米材料，它由少量的原子所構(gòu)成。量子點三個維度的尺寸都在幾十納米以下，其內(nèi)部電子在各方向上的運動都受到局限，所以量子效應(yīng)特別明顯。量子點中低的態(tài)密度、能級的尖銳化以及三維受限運動，導(dǎo)致類似原子的不連續(xù)電子能階結(jié)構(gòu)，使其電學(xué)性能和光學(xué)性能與宏觀相比有顯著變化，也使得半導(dǎo)體量子點在生命科學(xué)、醫(yī)藥、功能材料、催化、磁介質(zhì)、光電子器件等許多方面具有極為廣闊的應(yīng)用前景。
在人工納米晶體材料中，對通訊光纖而言，有的具備了良好的、甚或是理想的吸收和輻射譜。其中PbSe、CdSe、CdTe和CdS等量子點的輻射和吸收譜幾乎覆蓋了從465-2340nm的寬廣的波帶。此外，在制備人工納米晶體材料時，可通過人工調(diào)控納米晶體的尺度來調(diào)控量子阱的寬度，從而達到調(diào)控吸收峰和輻射峰的波長位置以及譜的全寬半高(FWHM)。通過不同類型的摻雜或不同的尺度大小，還可整體移動吸收和輻射譜。

發(fā)明內(nèi)容為了突破傳統(tǒng)的摻鉺光纖及摻鉺光纖放大器的增益、寬帶和噪聲等關(guān)鍵指標的限制，本發(fā)明提供一種能夠明顯改善光纖放大器性能的納米晶體量子點光纖，以及高平坦增益、寬帶寬、噪聲極低的量子點光纖放大器。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種納米晶體量子點光纖，包括纖芯、包層，所述的光纖采用半導(dǎo)體納米晶體作為摻雜物，所述的半導(dǎo)體納米晶體的濃度為(0.6～5.0)×1024m-3；該半導(dǎo)體納米晶體直徑為1.9～9nm，在可見和紅外波段的輻射和吸收覆蓋465～2340nm的波帶。
所述的納米晶體量子點光纖，所述的半導(dǎo)體納米晶體為以下之一(1)、PbSe量子點；(2)、CdSe量子點；(3)、CdTe量子點；(4)、CdS量子點。其中優(yōu)選的半導(dǎo)體納米晶體為PbSe量子點，所述的半導(dǎo)體納米晶體的濃度為(0.6～3.0)×1024m-3；所述的半導(dǎo)體納米晶體直徑為4.5～9nm。當(dāng)選擇的半導(dǎo)體納米晶體為CdSe量子點時，所述的半導(dǎo)體納米晶體的濃度為(0.6～3.0)×1024m-3；所述的半導(dǎo)體納米晶體直徑為1.9～6.7nm。
一種納米晶體量子點光纖放大器，包括泵浦光源、輸入光纖耦合器、量子點光纖、輸出光纖耦合器，所述的量子點光纖采用半導(dǎo)體納米晶體作為摻雜物，所述的半導(dǎo)體納米晶體的濃度為(0.6～5.0)×1024m-3；該半導(dǎo)體納米晶體直徑為1.9～9nm，在可見和紅外波段的輻射和吸收覆蓋465～2340nm的波帶，光纖長度為10～60米，光纖纖芯半徑為2～6μm，纖芯與包層的折射率差為0.005～0.01，泵浦波長為400～2300nm，泵浦功率為10～200mW。
進一步，可選用的半導(dǎo)體納米晶體為以下之一(1)、PbSe量子點；(2)、CdTe量子點；(3)、CdSe量子點；(4)、CdS量子點。
更進一步，優(yōu)選PbSe量子點納米晶體量子點光纖，所述的半導(dǎo)體納米晶體的PbSe量子點濃度為(0.6～3.0)×1024m-3；所述的半導(dǎo)體納米晶體直徑為4.5～9nm；光纖長度為13.3～23.5米，光纖纖芯半徑為3.1～5.1μm，纖芯與包層的折射差為0.0053～0.0073，泵浦波長為1433.7～1483.7nm，泵浦功率為25～75mW。
在人工納米晶體材料中，對通訊光纖而言，有的具備了良好的、甚或是理想的吸收和輻射譜。其中，PbSe、CdSe、CdTe和CdS等量子點的吸收和輻射譜幾乎覆蓋了從465-2340nm的寬廣的波帶。此外，在制備人工納米晶體材料時，可通過人工調(diào)控納米晶體的尺度來調(diào)控量子阱的寬度，從而達到調(diào)控吸收峰和輻射峰的波長位置以及譜的全寬半高(FWHM)。通過不同類型的摻雜或不同的尺度大小，還可整體移動吸收和輻射譜。采用摻半導(dǎo)體納米晶體的量子點光纖，以及由該量子點光纖構(gòu)成的量子點光纖放大器。所述的半導(dǎo)體納米晶體優(yōu)選以下之一(1)PbSe量子點；(2)CdSe量子點。
所述的PbSe量子點納米晶體具有如下特征之一(1)直徑約4.5nm，輻射峰位于1200±100nm，第一吸收峰位于1100±100nm，輻射(吸收)譜全寬半高為100～200nm；(2)直徑約5nm，輻射峰位于1400±100nm，第一吸收峰位于1310±100nm，輻射(吸收)譜全寬半高為100～200nm；(3)直徑約5.5nm，輻射峰位于1630±100nm，第一吸收峰位于1550±100nm，輻射(吸收)譜全寬半高為100～200nm；(4)直徑約7nm，輻射峰位于1810±100nm，第一吸收峰位于1750±100nm，輻射(吸收)譜全寬半高為100～200nm；(5)直徑約8nm，輻射峰位于1950±100nm，第一吸收峰位于1900±100nm，輻射(吸收)譜全寬半高為100～200nm；(6)直徑約9nm，輻射峰位于2340±100nm，第一吸收峰位于2300±100nm，輻射(吸收)譜全寬半高為100～200nm。
所述的CdSe量子點納米晶體具有如下特征之一(1)直徑約1.9nm，輻射峰位于465±10mm，第一吸收峰位于445±10nm，分子量0.015mg/nmol；(2)直徑約2.1nm，輻射峰位于500±10nm，第一吸收峰位于480±10nm，分子量0.021mg/nmol；(3)直徑約2.4nm，輻射峰位于520±10nm，第一吸收峰位于510±10nm，分子量0.029mg/nmol；(4)直徑約2.7nm，輻射峰位于545±10nm，第一吸收峰位于530±10nm，分子量0.042mg/nmol；(5)直徑約3.2nm，輻射峰位于570±10nm，第一吸收峰位于560±10nm，分子量0.070mg/nmol；(6)直徑約4.0nm，輻射峰位于595±10nm，第一吸收峰位于585±10nm，分子量0.13mg/nmol；(7)直徑約5.2nm，輻射峰位于618±10nm，第一吸收峰位于610±10nm，分子量0.29mg/nmol；(8)直徑約6.7nm，輻射峰位于640±10nm，第一吸收峰位于634±10nm，分子量0.67mg/nmol；所述的半導(dǎo)體納米晶體量子點光纖，摻PbSe或CdSe量子點的濃度為(0.6～3.0)×1024m-3；所述的納米晶體量子點光纖放大器包括泵浦光源、輸入光纖耦合器、量子點光纖、輸出光纖耦合器，其中光纖長度為10～60米，光纖纖芯半徑為2～6μm，纖芯與包層的折射率差為0.005～0.01，泵浦波長為400～2300nm，泵浦功率為10～200mW。
本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在不采用傳統(tǒng)的天然元素(例如鉺)作為光纖的摻雜物，而采用人工納米晶體PbSe和CdSe量子點作為光纖的摻雜物，由此構(gòu)成量子點光纖。由該量子點光纖可組成量子點光纖放大器。與傳統(tǒng)的摻鉺光纖放大器相比，該量子點光纖放大器具有高平坦增益、寬帶寬、噪聲極低等突出優(yōu)點。
具體實施方式
實施例1一種半導(dǎo)體納米晶體量子點光纖放大器。采用其中一種PbSe量子點為光纖摻雜物，其直徑為5.5nm，輻射峰位于1630nm，第一吸收峰位于1550nm，輻射(吸收)譜全寬半高為150，摻雜濃度為1.0×1024m-3；所述的納米晶體量子點光纖放大器包括泵浦光源、輸入光纖耦合器、量子點光纖、輸出光纖耦合器，其中光纖長度為18.3米，光纖纖芯半徑為4.1μm，纖芯與包層的折射率差為0.0063，泵浦波長為1458.7nm，泵浦功率為50mW。
人們已經(jīng)測量得到了所述的半導(dǎo)體納米晶體PbSe量子點的吸收和輻射譜的相對值。對于吸收截面的絕對值，可通過Beer-Lambert定律計算得到PbSe量子點位于第一吸收峰處的吸收能力為A＝εC＝1600ΔED3CL，其中C(mol/L)為摩爾濃度，L(m)為記錄吸收譜的輻射路徑長度，ε(L/mol.m)為每摩爾量子點的消光系數(shù)，ΔE(ev)為輻射光子能，D(nm)為量子點的直徑。相應(yīng)地，吸收截面的峰值為σa=A/Lnq,]]>其中nq(m-3)為PbSe量子點粒子數(shù)密度，它可由濃度及每個量子點的質(zhì)量計算得到。由于PbSe顆粒的直徑(～5.5nm)比Er3+離子大很多，并且濃度很高，一般可達到2.5mg/mL，因此，PbSe量子點吸收截面峰值比通常的鉺離子Er3+的截面高出約2～3個量級。
在1400-1800nm之間的通訊波帶內(nèi)，所述PbSe量子點的吸收和輻射譜具有單峰的特點?？刹捎枚芗壞Ｐ蛠砻枋鯭DFA。對于軸對稱光纖，在纖芯中傳播的頻率為vk的信號及泵浦光功率方程為dPk(z)dz=ukσek∫0aik(r)n2(r,z)[Pk(z)+mhvkΔvk]2πrdr-ukσak∫0aik(r)n1(r,z)Pk(z)2πrdr-uklkPk(z)---(1)]]>其中σek(σak)是輻射(吸收)截面，ik是歸一化橫模強度，n1，2是量子點的下上能級粒子數(shù)密度，lk是光纖損失(包括散射損失、泄漏出纖芯的損失等等)，Δvk是有效噪聲帶寬，mhvΔvk是自發(fā)輻射的貢獻。光可沿前向(uk＝+1)或后向(uk＝-1)傳播，對于自發(fā)輻射的噪聲功率，m＝2；對于信號和泵浦功率，m＝0。注意到上式為對頻率vk，一般需研究一個波帶，因而，需對系列分立頻率進行研究。上式第一項為輻射及噪聲對光功率的增加，第二項為光功率的吸收，第三項為光纖損失。
上能級的粒子數(shù)密度方程為dn2dt=ΣkPkikσakhvkn1-ΣkPkikσekhvkn2-n2τ,---(2)]]>其中τ是上能級壽命，對所有的頻率進行求和。在穩(wěn)態(tài)近似下，n2(r,z)=EqτΣkσakhvkPk(z)ik(r)1+τΣkσak+σekhvkPk(z)ik(r),---(3)]]>其中總密度nq＝n1+n2，它可由量子點的濃度以及每量子點的質(zhì)量等數(shù)據(jù)確定。
為了便于與目前通用的EDFAs進行比較，可將纖芯與包層的折射率差Δn和纖芯半徑a設(shè)成與通用的朗訊公司的產(chǎn)品相同。當(dāng)單模光強分布ik一定時，上述方程經(jīng)過簡化歸并，放大器的增益Gs及帶寬Δ最終可以表示為光纖長度Lf、泵浦波長λp和上能級壽命τ這樣三個參數(shù)的函數(shù)，即Gs=10logPoutPin=F(Lf,λp,τ),---(4)]]>或 Δ＝F′(Lf，λp，τ)， (4’)其中帶寬可為通常定義的-3dB帶寬。
弱導(dǎo)近似和信號為單模的條件應(yīng)當(dāng)滿足。頻率vk的單模光強分布ik可采用零階貝塞耳函數(shù)。由于信號增益與輸入信號功率成反比，與泵浦功率成正比，因此，只需以一組信號功率和泵浦功率為例即可。這里，設(shè)輸入泵浦功率Pp＝50mW，輸入信號功率水平Ps＝-30dBm。信號由一系列波長組成，可設(shè)波長最短的信號與泵浦波長間隔D，即信號波長分布為從λp+D到1750nm。波長(包括信號和泵浦)采用掃描的方式，范圍可從1450nm到1750nm，間隔可為1nm。
僅僅有量子點的截面等數(shù)據(jù)，仍舊無法預(yù)計QDFAs的性能。這是由于我們事先無法預(yù)知光纖長度Lf、放大器的泵浦波長λp以及壽命τ到底多少才能構(gòu)成一個良好的QDFA，而這些參量對放大器的特性又至關(guān)重要，因此，需要對Lf，λp，τ進行優(yōu)化?？刹捎媒陙戆l(fā)展比較快的全局優(yōu)化的遺傳算法。具體如下首先，由隨機函數(shù)產(chǎn)生三個參量Lf，λp，τ的隨機值，經(jīng)編碼后數(shù)值求解方程(1)-(4)，獲得增益帶寬，即“目標函數(shù)”值。然后，應(yīng)用逆方法，即從目標函數(shù)出發(fā)，由遺傳算法，通過全局搜索，反向獲得在該目標函數(shù)值時所需的三個參量(即基因)。對由基因組成的染色體，根據(jù)目標函數(shù)值的大小進行優(yōu)劣排序，淘汰差的一半的染色體，留下好一半的染色體。對留下的染色體進行基因交叉，形成新的一半的染色體(子染色體)。子染色體與前留下的一半的染色體組成新一代的染色體，重新進行排隊。染色體基因發(fā)生幾率很小的突變。之后，進入下一代循環(huán)。經(jīng)過數(shù)十代循環(huán)之后，直至所有的染色體都趨向于一個最佳值為止。這時，所獲得的三個參量Lf，λp，τ即為最佳參量，即在這三個參數(shù)下，該QDFA具有最大的增益帶寬。為了兼顧增益和帶寬，遺傳算法中的目標函數(shù)可定義為fobj＝Gs+γΔ，其中γ權(quán)重因子。調(diào)整γ子，可根據(jù)需要獲得不同的增益帶寬的組合。
本發(fā)明提供的QDFA具有高平坦增益、寬帶寬以及噪聲極低等特點。例如，增益為35.9dB時具有帶寬45nm；或增益為40.5dB時具有帶寬18nm，同時，它們的噪聲譜都接近3dB的量子極限。增益和帶寬可根據(jù)需要進行調(diào)整。但增益增加時，帶寬減??；或帶寬增加時，增益減小。噪聲譜則始終維持在3.01dB的水平上。
與通常典型的單級EDFAs約30dB增益、25nm帶寬及4dB噪聲譜的技術(shù)指標相比較，這里QDFA的增益提高了～10dB，帶寬增加了～20nm，噪聲譜降低了～1dB。增益、帶寬和噪聲指標同時提高，是本發(fā)明的QDFA的突出優(yōu)點。
對于納米晶體PbSe等量子點的來源，國內(nèi)外已有生產(chǎn)。對小批量樣品，量子點如何摻入光纖中，可采用真空壓力差吸取或其它方式，將量子點納米晶體吸入光子晶體空芯光纖(Photonic Crystal HollowFiber)中。光子晶體空芯光纖已有現(xiàn)成的產(chǎn)品，例如著名的美國CorningInc.公司等。對于大規(guī)模生產(chǎn)，可考慮類似于摻鉺、摻鐿的方式，也可直接將納米晶體生成在纖芯中。
實施例2本實施例的基本結(jié)構(gòu)、工作原理與實施例1基本相同，區(qū)別點為本實施例的半導(dǎo)體納米晶體的摻雜濃度為5.0×1024m-3，PbSe量子點直徑約為4.5nm，輻射峰位于1200nm，第一吸收峰位于1100nm。
實施例3本實施例的基本結(jié)構(gòu)、工作原理與實施例1基本相同，區(qū)別點為本實施例的半導(dǎo)體納米晶體的摻雜濃度為3.0×1024m-3，PbSe量子點直徑約為4.5nm，輻射峰位于1200nm，第一吸收峰位于1100nm。
實施例4本實施例的基本結(jié)構(gòu)、工作原理與實施例1基本相同，區(qū)別點為摻雜濃度為2.0×1024m-3，本實施例的半導(dǎo)體納米晶體PbSe量子點直徑約為5nm，輻射峰位于1400nm，第一吸收峰位于1310nm。
實施例5本實施例的基本結(jié)構(gòu)、工作原理與實施例1基本相同，區(qū)別點為摻雜濃度為0.85×1024m-3，本實施例的半導(dǎo)體納米晶體PbSe量子點直徑約為7nm，輻射峰位于1810nm，第一吸收峰位于1750nm。
實施例6本實施例的基本結(jié)構(gòu)、工作原理與實施例1基本相同，區(qū)別點為摻雜濃度為0.7×1024m-3，本實施例的半導(dǎo)體納米晶體PbSe量子點直徑約為8nm，輻射峰位于1950nm，第一吸收峰位于1900nm。
實施例7本實施例的基本結(jié)構(gòu)、工作原理與實施例1基本相同，區(qū)別點為摻雜濃度為0.6×1024m-3，本實施例的半導(dǎo)體納米晶體PbSe量子點直徑約為9nm，輻射峰位于2340nm，第一吸收峰位于2300nm。
實施例8本實施例的基本結(jié)構(gòu)、工作原理與實施例1基本相同，區(qū)別點為本實施例的半導(dǎo)體納米晶體為CdSe量子點，摻雜濃度為3.0×1024m-3；直徑約1.9nm，輻射峰位于465nm，第一吸收峰位于445nm，分子量0.015mg/nmol。
實施例9本實施例的基本結(jié)構(gòu)、工作原理與實施例1基本相同，區(qū)別點為本實施例的半導(dǎo)體納米晶體為CdSe量子點，摻雜濃度為5.0×1024m-3；直徑約1.9nm，輻射峰位于465nm，第一吸收峰位于445nm，分子量0.015mg/nmol。
實施例10本實施例的基本結(jié)構(gòu)、工作原理與實施例1基本相同，區(qū)別點為本實施例的半導(dǎo)體納米晶體為CdSe量子點，摻雜濃度為2.5×1024m-3；直徑約2.1nm，輻射峰位于500nm，第一吸收峰位于480nm，分子量0.021mg/nmol。
實施例11本實施例的基本結(jié)構(gòu)、工作原理與實施例1基本相同，區(qū)別點為本實施例的半導(dǎo)體納米晶體為CdSe量子點，，摻雜濃度為2.0×1024m-3；直徑約2.4nm，輻射峰位于520nm，第一吸收峰位于510nm，分子量0.029mg/nmol。
實施例12本實施例的基本結(jié)構(gòu)、工作原理與實施例1基本相同，區(qū)別點為本實施例的半導(dǎo)體納米晶體為CdSe量子點，摻雜濃度為1.5×1024m-3；直徑約2.7nm，輻射峰位于545nm，第一吸收峰位于530nm，分子量0.042mg/nmol。
實施例13本實施例的基本結(jié)構(gòu)、工作原理與實施例1基本相同，區(qū)別點為本實施例的半導(dǎo)體納米晶體為CdSe量子點，摻雜濃度為1.0×1024m-3；直徑約3.2nm，輻射峰位于570nm，第一吸收峰位于560nm，分子量0.070mg/nmol。
實施例14本實施例的基本結(jié)構(gòu)、工作原理與實施例1基本相同，區(qū)別點為本實施例的半導(dǎo)體納米晶體為CdSe量子點，摻雜濃度為0.8×1024m-3；直徑約4.0nm，輻射峰位于595nm，第一吸收峰位于585nm，分子量0.13mg/nmol。
實施例15
本實施例的基本結(jié)構(gòu)、工作原理與實施例1基本相同，區(qū)別點為本實施例的半導(dǎo)體納米晶體為CdSe量子點，摻雜濃度為0.7×1024m-3；直徑約5.2nm，輻射峰位于618nm，第一吸收峰位于610nm，分子量0.29mg/nmol。
實施例16本實施例的基本結(jié)構(gòu)、工作原理與實施例1基本相同，區(qū)別點為本實施例的半導(dǎo)體納米晶體為CdSe量子點，摻雜濃度為0.6×1024m-3；直徑約6.7nm，輻射峰位于640nm，第一吸收峰位于634nm，分子量0.67mg/nmol。
權(quán)利要求
1.一種納米晶體量子點光纖，包括纖芯、包層，其特征在于所述的光纖采用半導(dǎo)體納米晶體作為摻雜物，所述的半導(dǎo)體納米晶體的濃度為(0.6～5.0)×1024m-3；該半導(dǎo)體納米晶體直徑為1.9～9nm，在可見和紅外波段的輻射和吸收覆蓋465～2340nm的波帶。
2.如權(quán)利要求1所述的納米晶體量子點光纖，其特征在于所述的半導(dǎo)體納米晶體為以下之一(1)、PbSe量子點；(2)、CdSe量子點；(3)、CdTe量子點；(4)、CdS量子點。
3.如權(quán)利要求2所述的納米晶體量子點光纖，其特征在于所述的半導(dǎo)體納米晶體為PbSe量子點。
4.如權(quán)利要求3所述的納米晶體量子點光纖，其特征在于所述的半導(dǎo)體納米晶體的濃度為(0.6～3.0)×1024m-3；所述的半導(dǎo)體納米晶體直徑為4.5～9nm。
5.如權(quán)利要求2所述的納米晶體量子點光纖，其特征在于所述的半導(dǎo)體納米晶體為CdSe量子點。
6.如權(quán)利要求5所述的納米晶體量子點光纖，其特征在于所述的半導(dǎo)體納米晶體的濃度為(0.6～3.0)×1024m-3；所述的半導(dǎo)體納米晶體直徑為1.9～6.7nm。
7.一種納米晶體量子點光纖放大器，包括泵浦光源、輸入光纖耦合器、量子點光纖、輸出光纖耦合器，其特征在于所述的量子點光纖采用半導(dǎo)體納米晶體作為摻雜物，所述的半導(dǎo)體納米晶體的濃度為(0.6～5.0)×1024m-3；該半導(dǎo)體納米晶體直徑為1.9～9nm，在可見和紅外波段的輻射和吸收覆蓋465～2340nm的波帶，光纖長度為10～60米，光纖纖芯半徑為2～6μm，纖芯與包層的折射率差為0.005～0.01，泵浦波長為400～2300nm，泵浦功率為10～200mW。
8.如權(quán)利要求7所述的納米晶體量子點光纖放大器，其特征在于半導(dǎo)體納米晶體為以下之一(1)、PbSe量子點；(2)、CdSe量子點；(3)、CdTe量子點；(4)、CdS量子點。
9.如權(quán)利要求8所述的納米晶體量子點光纖放大器，其特征在于所述的半導(dǎo)體納米晶體為PbSe量子點。
10.如權(quán)利要求9所述的納米晶體量子點光纖放大器，其特征在于所述的半導(dǎo)體納米晶體的濃度為(0.6～3.0)×1024m-3；所述的半導(dǎo)體納米晶體直徑為4.5～9nm；光纖長度為13.3～23.5米，光纖纖芯半徑為3.1～5.1μm，纖芯與包層的折射差為0.0053～0.0073，泵浦波長為1433.7～1483.7nm，泵浦功率25～75mW。
全文摘要
本發(fā)明提供一種納米晶體量子點光纖以及量子點光纖放大器。不采用傳統(tǒng)的天然元素(例如鉺)作為光纖的摻雜物，而采用人工納米晶體PbSe和CdSe量子點作為光纖的摻雜物，構(gòu)成量子點光纖。由該量子點光纖以及泵浦光源、輸入光纖耦合器和輸出光纖耦合器等，可組成量子點光纖放大器。與傳統(tǒng)的摻鉺光纖放大器相比，該量子點光纖放大器具有高平坦增益、寬帶寬、噪聲極低等突出優(yōu)點。
文檔編號G02B6/13GK1664633SQ200510049180
公開日2005年9月7日 申請日期2005年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月4日
發(fā)明者程成 申請人:浙江工業(yè)大學(xué), 程成