PDF《掺铒铋酸盐玻璃的光谱性质和热稳定性研究 ！》

掺铒铋酸盐玻璃的光谱性质和热稳定性研究! 杨建虎 戴世勋 温磊柳祝平 胡丽丽 姜中宏 (中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 ! #$ ) (! ! 年%月## 日收到;

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日收到修改稿) 测试了铋酸盐玻璃 ($'

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2345) 中67, . 离子的吸收光谱、 荧 光光谱、 荧光寿命及热稳定性8应用 9:;

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-+ 理论计算了铋酸盐玻璃中 67, . 离子的强度参数 (!!

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1 ( ?B,―#?#C) @ # ( ! A2! ) , 应用 DAE:2F=7 理论计算了 67, . 离子的受 激发射截面 ( =

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) @ # ( !# A2! ) 及67, . 离子% G#,H! % G#'

H! 发射谱的荧光半高宽 (IJKD

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C―CBL2) , 测得了 67, . 离子% G#,H! 能级荧光寿命 ( #2

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B2M) , 分析了玻璃的热稳定性能8研究了 67, . 离子各种光谱参数对成分 的依赖性, 发现随着玻璃中 )! +, 含量的增加, 强度参数! (

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) 、 荧光半高宽 (IJKD) 、 热稳定性均相应增加, 而测得的荧光寿命却减小8比较了不同基质玻璃中 67, . 离子的光谱特性, 结果表明掺铒铋酸盐玻璃更适合于掺 67, . 光纤放大器实现宽带和高增益放大8 关键词:铋酸盐玻璃,光谱性质,成分依赖性,67, . 离子 ! ##:C$'

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N,C$% ! 国家自然科学基金 (批准号: &

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) 资助的课题8 #? 引言随着计算机网络及数据传输业务的飞速发展, 长距离传输系统对提高数据传输容量的需求日益增 长8传统的石英掺铒光纤放大器由于其较窄的放大 带宽 ( O , L2) 已不能满足这种需求 [#, !]

8 许多研究 者就如何扩大硅质 6PIQ 的放大带宽进行了许多研 究[,―C] , 但不能从根本上解决石英基质 6PI 增益的 带宽限制8因此, 寻找一种新型的光纤放大器用掺铒 光纤基质材料以实现宽带和高增益放大非常关键8 近年来, 研究人员把精力集中于磷酸盐玻璃 [$, B] 、 氟 磷酸盐玻璃 [# ] 、 氟化物玻璃 [##] 、 碲酸盐玻璃 [#!―#%] 以 及含铋基质玻璃 [#'

―#C] 等8掺铒碲酸盐玻璃在光通讯 第三窗口 #?'

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2 处具有较大的受激发射截面 ( =

1 C? A2! ) 和较宽的荧光半高宽(IJKD

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L2) , 是光纤放大器实现宽带放大较为吸引人的 基质材料 [#$] , 但其较差的玻璃热稳定性 [#!] 、 严重的 上转换发光性质 [#B] 以及原料价格的昂贵使其很难 得到实用化8 R0L0F= 等人报道了一种含铋基质玻璃, 显示了较好的光学性能 [#'

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8 本文研究了一种新型的 掺铒铋酸盐玻璃, 分析了其吸收和荧光光谱性质及 热稳定性能, 应用 9:;

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-+ 理论计算了强度参数 ! (

1 !, %, &

) , 应用 DAE:2F=7 理论计算了受激发射 截面, 研究了 67, . 离子各种光谱参数随玻璃成分变 化的情况8比较了 67, . 离子在不同基质玻璃中的光 谱特性, 研究表明铋酸盐玻璃具有更好的光学性能, 更有利于光纤放大器实现宽带和高增益放大8 !? 实验$%&

% 样品制备 玻璃组成为 ($'

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2345) , 根据 )! +, 含量由小 到大, 依次命名为 S)#, S)!, S),,

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8 样 品制备所需原料均为分析纯, 分别以 )*! +, , K, )+, , /0! E+, 的形式引入8 67, . 离子掺杂浓度为 ?'