《納米半導體摻雜放大光纖製備關鍵技術研究》是依託上海大學，由王廷雲擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：納米半導體摻雜放大光纖製備關鍵技術研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：王廷雲
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目提出基於原子層沉積技術（ALD），以納米半導體作為摻雜源，研究不同基質材料（石英和多組份玻璃）光纖中納米半導體的形成機理、光輻射特性及製備關鍵技術，實現納米摻雜，重點解決現有放大光纖技術中存在的放大光譜頻寬窄、摻雜不均勻以及摻雜濃度低等問題。主要研究包括：光纖基質材料中納米半導體的形成機理-採用擴散動力學、流體熱力學等理論建立納米半導體形成模型；納米半導體摻雜的光輻射特性-基於納米半導體微觀能帶理論，結合光纖波導結構，建立光纖中納米半導體摻雜的光放大理論模型；納米半導體摻雜光纖的製備技術-將ALD與MCVD及管棒法光纖製備技術融合，著重研究半導體薄膜沉積及光纖拉制過程中的納米半導體形成的關鍵製備技術。本項目建立一套新型的納米半導體摻雜放大光纖製備工藝和特性分析技術平台，進而研製寬頻光纖放大系統，研究成果在寬頻光纖通信領域將具有重要的套用價值。
結題摘要
摻雜放大光纖作為核心元件，已廣泛套用於雷射器、光放大器、寬頻光源等系統，在信息、航空航天、軍事國防、工業生產等領域發揮著重要的作用。針對當前放大光纖技術中存在的放大光譜頻寬窄、摻雜不均勻以及摻雜濃度低等問題，對納米半導體摻雜光纖的製備與光輻射特性方面進行深入探索。 本項目系統地研究了納米半導體摻雜光纖的材料結構設計、反應機理、光輻射特性的建模與仿真，從物質的本徵結構揭示出半導體摻雜石英光纖在近紅外區的寬頻光輻射發光機理。項目提出了將ALD 與MCVD工藝相結合的納米半導體摻雜新方法，探索出納米半導體摻雜光纖的關鍵製備技術，其關鍵製備技術將引領世界光纖製備的方向；項目揭示了半導體摻雜在石英基質材料內的形成機理，詳細闡釋了納米半導體摻雜石英光纖具有寬頻放大功能的本質特徵，成功研製出PbS摻雜、Bi/Al共摻、Bi/Er共摻與Bi /Yb共摻光纖，獲得光輻射譜寬大於200 nm，增益頻寬大於100 nm的納米半導體摻雜放大光纖；並將其套用於寬頻光源與光纖感測之中，其研究成果在寬頻光纖通信及光纖感測領域，以及航空航天、軍事國防等方面將具有重要的套用價值。同時，通過此項目的研究，在該領域已拓展與澳大利亞新南威爾斯大學建立聯合研究實驗室。
