Core–Clad High-Purity Rare-Earth-Doped Chalcogenide Glass Fibers as IR Light Sources

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

This paper presents results of investigation of core–clad optical fibers based on rare-earth-doped multicomponent chalcogenide glasses of the Ge–Ga(In)–As(Sb)–Se systems. Optical, emission, and lasing characteristics of such fibers in the IR spectral region demonstrate advantages of their materials over foreign analogues owing to low concentrations of regulated impurities.

作者简介

E. Karaksina

Devyatykh Institute of Chemistry of High-Purity Substances, Russian Academy of Sciences

Email: evk@ihps-nnov.ru
603950, Nizhny Novgorod, Russia

V. Shiryaev

Devyatykh Institute of Chemistry of High-Purity Substances, Russian Academy of Sciences

Email: velmuzhov.ichps@mail.ru
603950, Nizhny Novgorod, Russia

T. Kotereva

Devyatykh Institute of Chemistry of High-Purity Substances, Russian Academy of Sciences

Email: evk@ihps-nnov.ru
603950, Nizhny Novgorod, Russia

G. Snopatin

G.G. Devyatykh Institute of Chemistry of High-Purity Substances, Russian Academy of Sciences

Email: skripachev@ihps-nnov.ru
Russian, 603951, Nizhny

A. Velmuzhov

Devyatykh Institute of Chemistry of High-Purity Substances, Russian Academy of Sciences

Email: iliya@citydom.ru
603951, Nizhny Novgorod, Russia

M. Sukhanov

Devyatykh Institute of Chemistry of High-Purity Substances, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: velmuzhov.ichps@mail.ru
603950, Nizhny Novgorod, Russia

参考

  1. Jackson S.D., Jain R.K. Fiber-Based Sources of Coherent MIR Radiation: Key Advances and Future Prospects // Opt. Express. 2020. V. 28. № 21. P. 30964–31017. https://doi.org/10.1364/OE.400003
  2. Wang W.C., Zhou B., Xu S.H., Yang Z.M., Zhang Q.Y. Recent Advances in Soft Optical Glass Fiber and Fiber Lasers // Prog. Mater. Sci. 2019. № 101. P. 90–171. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2018.11.003
  3. Shaw L.B., Cole B., Thielen P.A., Sanghera J.S., Aggarwal I.D. Mid-Wave IR and Long-Wave IR Laser Potential of Rare-Earth Doped Chalcogenide Glass Fiber // IEEE J. Quantum Electron 2001. V. 48. № 9. P. 1127–1137. https://doi.org/10.1117/12.478276
  4. Shiryaev V.S., Karaksina E.V., Kotereva T.V., Churbanov M.F., Velmuzhov A.P., Nezhdanov A.V. Special Pure Pr3+ Doped Ga3Ge31As18Se48 Glass for Active Mid-IR Optics // J. Lumin. 2019. № 209. P. 225–231. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2019.01.060
  5. Sojka L., Tang Z., Jayasuriya D., Shen M., Nunes J., Furniss D., Farries M., Benson T.M., Seddon A.B., Sujecki S. Milliwatt-Level Spontaneous Emission across the 3.5–8 µm Spectral Region from Pr3+ Doped Selenide Chalcogenide Fiber Pumped with a Laser Diode // Appl. Sci. 2020. № 10. P. 539–548. https://doi.org/10.3390/app10020539
  6. Tang Z., Furniss D., Fay M., Sakr H., Sójka L., Neate N., Weston N., Sujecki S., Benson T.M., Seddon A.B. Mid-Infrared Photoluminescence in Small-Core Fiber of Praseodymium-Ion Doped Selenide-Based Chalcogenide Glass // Opt. Mater. Express. 2015. V. 5. № 4. P. 870–886. https://doi.org/10.1364/OME.5.000870
  7. Shiryaev V.S., Karaksina E.V., Kotereva T.V., Churbanov M.F., Velmuzhov A.P., Sukhanov M.V., Ketkova L.A., Zernova N.S., Plotnichenko V.G., Koltashev V.V. Preparation and Investigation of Pr3+-Doped Ge–Sb–Se–In–I Glasses as Promising Material for Active Mid-Infrared Optics // J. Lumin. 2017. № 183. P. 129–134. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2016.11.032
  8. Karaksina E.V., Kotereva T.V., Shiryaev V.S. Luminescence Properties of Core-Clad Pr-Doped Ge–As–Se–Ga(In,I) Glass Fibers // J. Lumin. 2018. № 20. P. 154–157. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2018.08.009
  9. Sójka Ł., Tang Z., Zhu H., Bereś-Pawlik E., Furniss D., Seddon A.B., Benson T.M., Sujecki S. Study of Mid-Infrared Laser Action in Chalcogenide Rare Earth Doped Glass with Dy3+, Pr3+ and Tb3+ // Opt. Mater. Express. 2012. V. 2. № 11. P. 1632–1640. https://doi.org/10.1364/OME.2.001632
  10. Karaksina E.V., Shiryaev V.S., Anashkina E.A., Kotereva T.V., Churbanov M.F., Snopatin G.E. Core-Clad Pr-Doped Ga(In)–Ge–As–Se–(I) Glass Fibers: Preparation, Investigation, Simulation of Laser Characteristics // Opt. Mater. 2017. № 72. P. 654–660. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2017.07.012
  11. Sujecki S., Oladeji A., Phillips A., Seddon A.B., Benson T.M., Sakr H., Tang Z., Barney E., Furniss D., Sojka Ł., Bere’s-Pawlik E., Scholle K., Lamrini S., Furberg P. Theoretical Study of Population Inversion in Active Doped MIR Chalcogenide Glass Fiber Lasers (invited) // Opt. Quantum Electron. 2015. № 47. P. 1389–1395. https://doi.org/10.1007/s11082-014-0086-x
  12. Sujecki S., Sojka L., Beres-Pawlik E., Sakr H., Tang Z., Barney E., Furniss D., Benson T.M., Seddon A.B. Numerical Modeling of Tb3+ Doped Selenide-Chalcogenide Multimode Fiber Based Spontaneous Emission Sources // Opt. Quantum Electron. 2018. № 50. P. 416–427. https://doi.org/10.1007/s11082-017-1255-5
  13. Shiryaev V.S., Sukhanov M.V., Velmuzhov A.P., Karaksina E.V., Kotereva T.V., Snopatin G.E., Denker B.I., Galagan B.I., Sverchkov S.E., Koltashev V.V., Plotnichenko V.G. Core-Clad Terbium Doped Chalcogenide Glass Fiber with Laser Action at 5.38 μm // J. Non-Cryst. Solids. 2021. № 567. P. 120939–120948. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2021.120939
  14. Denker B.I., Galagan B.I., Koltashev V.V., Plotnichenko V.G., Snopatin G.E., Sukhanov M.V., Sverchkov S.E., Velmuzhov A.P. Continuous Tb-Doped Fiber Laser Emitting at ~5.25 µm // Opt. Laser Technol. 2022. № 154. P. 108355–108359. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2022.108355
  15. Koltashev V.V., Denker B.I., Galagan B.I., Snopatin G.E., Sukhanov M.V., Sverchkov S. E., Velmuzhov A.P., Plotnichenko V.G. 150 mW Tb3+ doped chalcogenide glass fiber laser emitting at λ > 5 μm // Opt. Laser Technol. 2023. № 161. Р. 109233–109237. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2023.109233
  16. Shiryaev V.S., Churbanov M.F., Velmuzhov A.P., Tang Z.Q., Seddon A.B. Preparation of High Purity Glasses in the Ga–Ge–As–Se System // Opt. Mater. 2014. № 37. P. 18–23. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2014.04.021
  17. Velmuzhov A.P., Sukhanov M.V., Plotnichenko V.G., Plekhovich A.D., Shiryaev V.S., Churbanov M.F. Preparation of REE-Doped Ge-Based Chalcogenide Glasses with Low Hydrogen Impurity Content // J. Non-Cryst. Solids 2019. V. 525. P. 119669–119674. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2019.119669
  18. Sukhanov M.V., Velmuzhov A.P., Kotereva T.V., Skripachev I.V., Churbanov M.F. New Approach for Preparation of High-Purity Sulfide-Germanium Glasses Doped with Praseodymium // Opt. Mater. Express. 2019. V. 9. № 8. P. 3204–3215. https://doi.org/10.1364/OME.9.003204
  19. Velmuzhov A.P., Sukhanov M.V., Zernova N.S., Shiryaev V.S., Kotereva T.V., Ketkova L.A., Evdokimov I.I., Kurganova A.E. Preparation of Ge20Se80 Glasses with Low Hydrogen and Oxygen Impurities Content for Middle IR Fiber Optics // J. Non-Cryst. Solids. 2019. № 521. P. 119505–119513. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2019.119505
  20. Shiryaev V., Churbanov M. Preparation of High-Purity Chalcogenide Glasses // Chalcogenide Glasses: Preparation, Properties and Applications, Eds. Adam J.-L., Zhang X. Woodhead Publishing Series in Electronic and Optical Materials. No. 44. Oxford: Woodhead, 2014. https://doi.org/10.1533/9780857093561.1.3
  21. Karaksina E.V., Shiryaev V.S., Kotereva T.V., Velmuzhov A.P., Ketkova L.A., Snopatin G.E. Preparation of High-Purity Pr3+ Doped Ge–As–Se–In–I Glasses for Active Mid-Infrared Optics // J. Lumin. 2016. № 177. P. 275–279. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2016.05.005
  22. Суханов М.В., Вельмужов А.П., Ширяев В.С., Караксина Э.В., Чурбанов М.Ф. Способ получения особо чистых халькогенидных стекол. Патент: Ru № 2 698 340 С1. 2019.
  23. Sakr H., Furniss D., Tang Z., Sojka L., Moneim N.A., Barney E., Sujecki S., Benson T.M., Seddon A.B. Superior Photoluminescence (PL) of Pr3+-In, Compared to Pr3+-Ga, Selenide-Chalcogenide Bulk Glasses and PL of Optically-Clad Fiber // Opt. Express. 2014. V. 22. № 18. P. 21236–21252. https://doi.org/10.1364/OE.22.021236
  24. Liu Z., Bian J., Huang Y., Xu T., Wang X., Dai S. Fabrication and Characterization of Mid-Infrared Emission of Pr3+ Doped Selenide Chalcogenide Glasses and Fibers // RSC Adv. 2017. № 7. P. 41520–41526. https://doi.org/10.1039/C7RA05319C
  25. Sójka L., Tang Z., Furniss D., Sakr H., Bereś-Pawlik E., Seddon A.B., Benson T.M., Sujecki S. Numerical and Experimental Investigation of Mid-Infrared Laser Action in Resonantly Pumped Pr3+ Doped Chalcogenide Fiber // Opt. Quantum Electron. 2017. https://doi.org/10.1007/s11082-016-0827-0
  26. Velmuzhov A.P., Sukhanov M.V., Kotereva T.V., Zernova N.S., Shiryaev V.S., Karaksina E.V., Stepanov B.S., Churbanov M.F. Optical Fibers Based on Special Pure Ge20Se80 and Ge26As17Se25Te32 Glasses for FEWS // J. Non-Cryst. Solids. 2019. № 517. P. 70–75. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2019.04.043
  27. Bowman S.R., Shaw L.B., Feldman B.J., Ganem J.A. 7 µm Praseodymium-Based Solid-State Laser // IEEE J. Quantum Electron. 1996. № 32. P. 646–649.
  28. Sojka L., Tang Z., Furniss D., Sakr H., Fang Y., Beres-Pawlik E., Benson T.M., Seddon A.B., Sujecki S. Mid-Infrared Emission in Tb3+-Doped Selenide Glass Fiber // J. Opt. Soc. Am. B. 2017.V. 34. № 3. P. A70–A79. https://doi.org/10.1364/JOSAB.34.000A70
  29. Abdellaoui N., Starecki F., Boussard-Pledel C., Shpotyuk Y., Doualan J-L., Braud A., Baudet E., Nemec P., Chevire F., Dussauze M., Bureau B., Camy P., Nazabal V. Tb3+ Doped Ga5Ge20Sb10Se65–xTe x (x = 0–37.5) Chalcogenide Glasses and Fibers for MWIR and LWIR Emissions // Opt. Mater. Express. 2018. V. 8. № 9. P. 2887–2900. https://doi.org/10.1364/OME.8.002887
  30. Shiryaev V.S., Sukhanov M.V., Velmuzhov A.P., Karaksina E.V., Kotereva T.V., Snopatin G.E., Blagin R.D., Denker B.I., Galagan B.I., Koltashev V.V., Plotnichenko V.G., Sverchkov S.E. Preparation of High Purity Sm3+-Doped Ga–Ge–As–Se Glass and Low-Loss Fiber // J. Lumin. 2022. № 242. P. 118552–118560. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2021.118552
  31. Crane R.W., Sojka Ł., Furniss D., Nunes J., Barney E., Farries M.C., Benson T.M., Sujecki S., Seddon A.B. Experimental Photoluminescence and Lifetimes at Wavelengths Including Beyond 7 Microns in Sm3+-Doped Selenide-Chalcogenide Glass Fibers // Opt. Express. 2020. V. 28. № 8. P. 12373–12384. https://doi.org/10.1364/OE.383033

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2.

下载 (194KB)
索引源数据
3.

下载 (245KB)
索引源数据
4.

下载 (327KB)
索引源数据
5.

下载 (220KB)
索引源数据
6.

下载 (56KB)
索引源数据
7.

下载 (260KB)
索引源数据
8.

下载 (297KB)
索引源数据

版权所有 © Э.В. Караксина, В.С. Ширяев, Т.В. Котерева, Г.Е. Снопатин, А.П. Вельмужов, М.В. Суханов, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».