pbse量子点宽带光纤通信放大器实验研究

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1、硕士学位论文论文题目：PbSe量子点宽带光纤通信放大器实验研究作者姓名胡能树指导教师程成教授学科专业物理学培养类别全日制学术型硕士所在学院理学院提交日期2016年5月20日万方数据浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：日期：年月日学

2、位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在一年解密后适用本授权书。2、保密□，在三年解密后适用本授权书。3、不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日万方数据浙江工业大学硕士学位论文PbSe量子点宽带光纤通信放大器实验研究摘要近年来，人们对半

3、导体量子点的研究发展迅速。有些量子点具备了良好的吸收光谱和发射光谱，比如，在制备量子点时，可以通过调控量子点的尺寸来控制它的带隙宽度，进而调控发射峰和吸收峰的波长位置以及发射谱的半高全宽(FWHM)。天然稀土元素是不具备这些独特的性质的，因此，以量子点作为增益介质，实现宽带光纤通信放大器是一个十分诱人的课题。本文首次在实验上实现了以PbSe量子点作为增益介质构成的新型光纤放大器，主要做了以下四个方面的工作：(1)通过振荡蒸发，以紫外固化胶(UV胶)作为本底，成功制备了PbSe量子点胶体。采用紫外可见近红外分光光度仪和荧光光谱仪等，对PbSe量子点胶体中P

4、bSe量子点的吸收光谱和发射光谱进行了观测分析。(2)采用抽真空的方法，将预先配制好的不同浓度PbSe量子点胶体灌到空心光纤里面。进而制备成不同浓度和不同长度的掺量子点光纤(QDF)。采用荧光光谱仪对不同浓度和长度下QDF的荧光光谱进行测量，从而确定荧光辐射强度与光纤长度和掺杂浓度之间的关系。万方数据浙江工业大学硕士学位论文(3)掺量子点光纤放大器(QDFA)的实验装置搭建。QDFA由980/1310nm波分复用器(WDM)、PbSe量子点光纤(QDF)、1310nm双级光隔离器(ISO)组成。抽运源采用980nm半导体激光器(LD)，信号源采用1310

5、nmSLED宽带光源。(4)采用荧光光谱仪对放大器的输出功率进行测量，实验得到输出功率随泵浦功率、掺杂浓度、光纤长度变化的结果。由量子点光纤、波分复用器、隔离器、980nm的LD等构建的全光纤量子点光纤放大器(QDFA)，在1250~1370nm的带宽区间实现了信号光放大。对于纤芯直径50μm的光纤，实验发现抽运功率阈值为62mW。当量子点掺杂浓度为4mg/mL、掺杂光纤长度为4cm时，可获得最大增益(~12dB)，-1dB平坦带宽达90nm(1270~1360nm)，-3dB带宽为120nm(1250~1370nm)。QDFA的增益、带宽和噪声特性等与

6、量子点掺杂浓度、光纤长度以及抽运功率有关。光纤放大器的增益、带宽等关键技术参量与量子点的掺杂浓度、光纤长度、抽运功率、耦合效率等许多因素有关，本文没有对这些参量进行优化,参量优化的工作今后将进一步开展。本文实现的QDFA提供了一种新的、解决目前DWDM系统对光纤通信放大器日益增长的带宽需求的途径。关键词：PbSe量子点，量子点掺杂光纤，增益带宽，激励阈值，噪声系数特性万方数据浙江工业大学硕士学位论文EXPERIMENTALRESEARCHONAPbSeQUANTUMDOTDOPEDFIBERAMPLIFIERWITHBROADBANDCHARACTERA

7、STICABSTRACTResearchesonquantumdots(QDs)developrapidlyinrecentyearsduetoit’spotentialapplicationsinoptoelectronics、biomedicalandscientificresearches.SomeQDshaveuniqueabsorptionspectrumandemissionspectrum,forexample,tunableabsorption-emissionpeakwavelengths,thecontrollableStokessh

8、iftandthefullwidthathalfmaximum(FWHM).Ra