稀土-過渡金屬離子摻雜光學玻璃的制備及性能研究.pdf

1、目前，全球通信業(yè)務瘋長，數(shù)據(jù)量猛增，稀土離子摻雜光纖放大器所能提供的增益頻譜范圍已經(jīng)不能滿足實際需要，因而需要開發(fā)新型光放大器來擴寬帶寬，提高傳輸容量。因此，本文結(jié)合目前寬帶光纖放大器的發(fā)展及研究趨勢，針對改善稀土離子窄線寬發(fā)光及過渡金屬離子發(fā)光效率低的問題，以聲子能量低、稀土離子溶解度高的碲酸鹽基質(zhì)玻璃及微晶玻璃為基質(zhì)材料，設計制備稀土、過渡金屬離子單摻及共摻的近紅外寬帶發(fā)光增益材料，結(jié)合Tanabe-Sugano能級圖以及Judd-

2、Ofelt理論分析，采用DTA、XRD、吸收光譜及熒光光譜等表征手段，系統(tǒng)研究了熱處理制度、摻雜離子種類及濃度對活性離子近紅外發(fā)光性能的影響規(guī)律，為開發(fā)新型光放大器用增益材料提供理論依據(jù)和技術支撐。具體研究內(nèi)容如下：
　　采用高溫熔融冷卻法和原位受控析晶法制備了Er3+、Tm3+單摻，Ni2+單摻及Ni2+/Er3+、Ni2+/Tm3+共摻的碲酸鹽玻璃，通過析晶動力學分析，優(yōu)化設計熱處理制度，最終得到了均質(zhì)透明、性能穩(wěn)定的碲酸鹽微

3、晶玻璃，計算了熱處理前后玻璃的Judd-Ofelt參數(shù)變化、譜線強度、自發(fā)輻射概率、熒光壽命、晶體場強度及熒光半高寬、峰值發(fā)射截面等數(shù)值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：熱處理提高了摻雜離子周圍的晶體場強度，增強了Er3+、Tm3+離子近紅外發(fā)光效率和拓寬有效發(fā)光帶寬，有利于提高Ni2+離子的近紅外發(fā)光強度及發(fā)光波段范圍，使得微晶玻璃具有更好的增益性能。Er3+/Ni2+、Tm3+/Ni2+離子共摻時，熱處理后熒光半高寬（FWHM）與FWHM×σe（峰值波長