研究目的
研究采用激光增材制造技术制备Tm/Al共掺杂二氧化硅玻璃，用于2微米光子晶体光纤激光器。
研究成果
采用激光增材制造技术制备的Tm/Al共掺杂石英玻璃具有高均匀性和低羟基含量。相应的掺铥光子晶体光纤展现出13.9%的斜率效率，激光输出功率接近600毫瓦。该技术在制备更高均匀性、更大纤芯尺寸及更重掺杂浓度的有源光纤方面具有应用前景，对高功率掺铥光纤激光器的发展具有重要意义。
研究不足
玻璃样品中的羟基含量高于MCVD溶液掺杂技术。Tm PCF的光纤损耗高于MCVD法制备的掺铥光纤。与商用光纤相比，激光输出功率相对较低。
1：实验设计与方法选择：
采用CO?激光作为热源的激光增材制造技术制备Tm/Al共掺杂石英玻璃，工艺过程涉及将Tm?O?、Al?O?和SiO?粉末沉积在纯石英基棒上。
2：样品选择与数据来源：
原料包括纯度为99.99%的Tm?O?、Al?O?和SiO?，摩尔配比为0.075 Tm?O?-0.75 Al?O?-99.175 SiO?。
3：99%的Tm?O?、Al?O?和SiO?，摩尔配比为075 Tm?O?-75 Al?O?-175 SiO?。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：CO?激光器、同轴送粉装置、载气O?、棱镜耦合仪（美国Metricon Model 2010）、X射线衍射仪（XRD，德国布鲁克D8 Advance）、能谱仪（EDS，日本电子JSM-6701F）、拉曼光谱仪（法国HORIBA LabRAM HR800）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR，美国尼高力Nicllet 6700）、紫外-可见-近红外分光光度计（Lambda 900 UV-VIS-NIR，美国珀金埃尔默）、电子探针显微分析仪（EPMA JXA-8230，日本电子）、793nm激光二极管、MAYA2000 Pro光谱仪、NIR Quest 256光谱仪。
4：0）、X射线衍射仪（XRD，德国布鲁克D8 Advance）、能谱仪（EDS，日本电子JSM-6701F）、拉曼光谱仪（法国HORIBA LabRAM HR800）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR，美国尼高力Nicllet 6700）、紫外-可见-近红外分光光度计（Lambda 900 UV-VIS-NIR，美国珀金埃尔默）、电子探针显微分析仪（EPMA JXA-8230，日本电子）、793nm激光二极管、MAYA2000 Pro光谱仪、NIR Quest 256光谱仪。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：将混合粉末加热去除羟基后，通过CO?激光沉积在纯石英基棒的表层熔融区，过程中基棒持续旋转并下移。所得玻璃棒用于制备Tm掺杂光子晶体光纤。
5：数据分析方法：
利用上述设备测量并分析折射率、材料结构、掺杂均匀性、结构缺陷及光谱特性。
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获取完整内容-
X-ray diffraction
D8 Advance
Bruker
Used to analyze the glass structure.
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Ultraviolet-visible spectrophotometer
Lambda 900 UV-VIS-NIR
Perkin-Elmer
Used to measure the absorption spectra.
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Electron probe micro analyzer
JXA-8230
JEOL
Used to measure the distribution of Tm3+ and Al3+ in the fiber core.
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CO2 laser
Used as the heat source for the laser additive manufacturing process.
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Prism coupling apparatus
Metricon Model 2010
Metricon
Used to measure the refractive index of the Tm-doped silica glass.
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Energy Dispersive Spectrometer
JSM-6701F
Used to analyze the components homogeneity and doping concentration within the glass sample.
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Raman spectrometer
LabRAM HR800
Used to measure the Raman spectra to reveal the defects.
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Fourier Transform Infrared spectrometer
Nicllet 6700
Used to measure the infrared absorption spectra, representing the hydroxyl (OH-) concentration.
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Laser diode
Used to pump the Tm-doped glass sample.
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Spectrograph
MAYA2000 Pro
Used to receive the emission spectra.
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Spectrograph
NIR Quest 256
Used to receive the emission spectra.
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