超长波段（—μm）红外光纤通信的物理基础研究（可编辑）.docVIP

超长波段（2—5μm）红外光纤通信的物理基础研究 ; 光器,先脉冲工作,然后改进为连续工作。工作温度能大于 . 莹 红外半导体探测器的工作重点放在原有基础较好的 接收器上。通过选择合适维普资讯 ////. 中 国 科 学 基 金 年 的组分和工作温度,使探测器的响应波段落在 ? 范围。的电子迁移率高,电子 有效质量小,本征载流子浓度低,有可能得到响应速度快.噪声小和探测率高的接收器。现已 研制出 ?的探测器,峰值波长 .,探测率 × ‘ ” ~,响应率为 × / ,响应时间为 一 。目前工作温度为 ,争取进一步提高到室温。 较仔细地研究了/ 的外延生长条件,选取了最佳外延层的固相组 分,即. 和. 。生长出了 结。 型层的载流子浓度为 × ,结 深为 . . 型层是非掺杂的,浓度为 × ,厚度为. ,这种结构形式适合于光电探测器应用。 .理论和计算工作 提出了光波导的电磁耦合场量子理论。电磁耦合场量子既有光学 的特性,又有材料元激发属性。玻璃中不同波矢的电磁耦合量子之间的弹性散射损耗即 散射损耗;非弹性散射损耗造成玻璃中电磁耦台量子的多声子吸收。从理论上计算 了氟化物玻璃光纤的极限的散射和吸收损耗。建立了概糙表面电子激发态量子理论,研究了 光纤界面缺陷对损耗和模的影响。 在以往已建立的根据玻璃成分计算玻璃的物理性质的计算体系的基础上,用离子结构模 型推导出半经验公式,根据氟化物玻璃的成分可直接计算玻璃的折射率,密度,平均色散.多声 子吸收和光纤的材料色散和零色散波长。计算结果与实验值吻合较好,已引起国际上的重 视。 在即将进行的总体试验中,将采用本项目研制出的低损耗的氟化物玻璃光纤/ 、连续运转的Ⅲ一 族半导体激光器工作温度.高灵敏的和快速响应 的 半导体探测器,先建立一个光纤损耗及散射测试系统,进一步在. 红外波长 进行信息传输试验。 四、氟化物玻璃光纤近期应用的可能性研究 今后,中红外光纤通信能否得到应用,关键在于氟化物玻璃光纤的进展。理论和实验都已 证明氟化物玻璃光纤的 散射可达到 ./ 在 .,但当前氟化物玻璃光 纤的总损耗在 / 左右,主要为亚微观散射和杂质吸收损耗。我们已弄清了这些损耗 的产生原因和防止办法,正通过实验加以改进。此外,氟化物玻璃光纤还存在纤维强度、双折 射和超长长度的拉丝等问题有待研究解决。美国 玻璃公司正努力研究气相输运和 沉积的方法茸备超纯氟化物玻璃。据英国通信实验室 分析,在消除亚微观散射后各 种杂质含量分别控制在一问,能实现的损耗为 . / ,这也是目前几家主要实 验室努力的目标。总之,最近? 年是实验室判断氟化物玻璃光纤作为超低损耗长距离光纤 通信的可能性的关键时期。 目前各国密切注意和积极开展的是在近几年氟化物玻璃光纤取得阶段成果的基础上,先 发展近期的应用,主要方面有: .用于 ? 激光器的光纤传输,如气体激光, 或化学激光 . 和 .以及 :固体激光 . 。 .红外光纤遥感光谱仪,在 ? 加 波长范围有许多气体吸收峰如 , , ,等 ,国外有公司开发产品。