基于包层泵浦铋掺杂异质光纤的双波长近红外激光器研究

研究人员针对多波长光纤激光器在系统诊断、波分复用(WDM)等领域的应用需求，开展了基于铋掺杂异质光纤(BDF)的双波长激光研究。通过空间分离的铋活性中心(BACs-P/BACs-Si)设计，实现了1.3/1.4 μm双波长输出，峰值增益达0.12 dB/m。该研究为开发可调谐多波长激光源提供了新思路。

　　

在光通信和生物医学领域，多波长光纤激光器因其在波分复用(WDM)、分布式传感和激光治疗等方面的应用价值而备受关注。然而，传统稀土掺杂光纤存在增益带宽窄、泵浦系统复杂等问题。铋掺杂光纤(BDF)凭借其宽达1.1-1.8 μm的增益谱和强非均匀展宽特性，成为突破这些限制的新选择。但现有BDF激光器多采用复杂的级联泵浦方案，且对双波长输出的控制研究不足。

俄罗斯科学基金会支持的研究团队在《Optical Fiber Technology》发表成果，创新性地采用包层泵浦技术和异质光纤设计，实现了基于不同铋活性中心(BACs)的双波长激光输出。研究通过多模半导体二极管(793/808 nm)泵浦，结合光纤布拉格光栅(FBG)反馈，建立了线性腔激光系统。关键实验包括吸收光谱分析、空间分辨BACs分布表征以及多种谐振腔配置下的激光性能测试。

Experimental
研究采用Fabry-Perot线性腔结构，通过SMF-28光纤写入的FBG与活性光纤端面菲涅尔反射构成谐振腔。异质光纤核心采用多层化学组分设计，实现BACs-P和BACs-Si的空间分离分布。

Results and discussion
吸收光谱显示750-850 nm和1300-1450 nm特征吸收带，对应BACs-P(1.3 μm)和BACs-Si(1.4 μm)的激发。通过选择793 nm或808 nm泵浦波长，可选择性激活特定BACs，实现单/双波长模式切换。在最佳配置下获得0.12 dB/m的峰值增益，双波长间隔达100 nm，远超稀土掺杂光纤的调谐范围。

Conclusion
该研究证实异质光纤设计能有效控制BACs的空间分布，通过泵浦波长选择实现激光特性的精准调控。相比传统方案，包层泵浦结构显著简化了系统复杂度，为开发高功率、可调谐多波长激光器开辟了新途径。

这项工作的创新性体现在三方面：首次在包层泵浦BDF中实现双波长输出；通过异质光纤设计解决BACs光谱重叠问题；验证了多模二极管泵浦方案的可行性。这些进展为下一代光纤激光器在医疗、通信等领域的应用奠定了重要基础。