《半導體量子點與石英光纖集成的寬譜光放大器研究》是依託上海大學，由商婭娜擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：半導體量子點與石英光纖集成的寬譜光放大器研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：商婭娜
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目提出將半導體量子點摻雜材料塗覆於石英光纖耦合器的錐區，通過漸逝波場激發量子點，實現一種半導體量子點與石英光纖集成的寬譜光放大器，擬解決現有稀土摻雜光纖放大器放大譜寬窄、增益波段固定、回響速度慢、有源光纖長等問題。項目主要研究內容包括：集成半導體量子點光纖放大器的物理模型；半導體量子點的溶膠-凝膠摻雜技術；量子點摻雜薄膜在熔錐區的塗覆工藝和結構最佳化設計；半導體量子點光纖放大器的寬光譜、高速回響特性。半導體量子點具有量子尺寸效應，可實現寬光譜、波段可調、高速回響的光放大功能；光纖耦合器是基於常規石英光纖，具有低損耗的光傳輸性能，因此，本項目基於這種將半導體量子點與常規石英光纖材料進行混合集成的思想，探索一種新型光纖放大技術，以滿足寬頻、高速光纖通信和光接入網發展的需求。
結題摘要
本項目提出了將PbS半導體量子點摻雜溶膠凝膠塗覆於熔錐光纖錐區，通過漸逝波場激發量子點，實現了一種半導體量子點與石英光纖集成的寬譜光放大器，該放大器具有增益頻寬寬、單位增益高、結構緊湊等優點。項目主要取得了如下成果：建立了量子點錐形光纖放大器的理論模型，並對量子點錐形光纖放大器的結構設計和性能進行了理論分析；研究了基於溶膠-凝膠PbS量子點合成技術，並通過甲基摻雜實現了降低溶膠折射率、與石英光纖折射率匹配的目的；以980nm半導體雷射器作為泵浦光，實現了在1310nm波段的超寬頻光放大器，放大器長度約2cm（錐區），放大光譜範圍大於200nm，增益達10dB，單位長度增益大於4dB/cm；為了增強漸逝波激發量子點的濃度，提出了熔錐光纖漸逝波光場吸附半導體量子點技術，利用光對微納粒子的吸附作用，將PbS量子點均勻的吸附在熔錐光纖錐區表面，大大提升了與熔錐光纖漸逝波相互作用的量子點濃度。因此，本項目基於這種將半導體量子點與常規石英光纖材料進行混合集成的思想，探索了一種新型光纖放大技術，以滿足寬頻、高速光纖通信和光接入網發展的需求。
