摻鉺碲酸鹽玻璃及光纖的光譜性質(zhì)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其它數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)提高波分復(fù)用系統(tǒng)傳輸容量的需求日益增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的石英基質(zhì)摻鉺光纖放大器(EDFA)由于其本身帶寬的限制而不能滿足這種需求。因此尋找合適的Er3+摻雜基質(zhì)材料，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的寬帶高增益放大，對(duì)于光纖通信系統(tǒng)傳輸容量的擴(kuò)展，具有非常重要的意義。本論文結(jié)合當(dāng)前對(duì)光通信材料發(fā)展的需求，研究了適用于寬帶放大的碲酸鹽玻璃材料中Er3+離子的發(fā)光性能，總結(jié)出發(fā)光性能參數(shù)隨玻璃成分變化的規(guī)律，分析了摻Er3

2、+碲酸鹽玻璃光纖的ASE譜，為其在光纖放大器中的應(yīng)用提供了條件。 論文的第一部分首先介紹了激光玻璃的一些特點(diǎn)，摻鉺寬帶基質(zhì)材料的研究進(jìn)展，隨后詳細(xì)敘述了摻鉺光纖放大器的研究概況，比較了幾種不同玻璃基質(zhì)材料的放大器特性參數(shù)，最后在此基礎(chǔ)上給出了本文的研究思路。 論文的第二部分介紹了本文的研究方法，包括樣品的制備過(guò)程、各項(xiàng)性能參數(shù)的測(cè)量及光譜理論計(jì)算，主要包括Judd-Ofelt理論以及用于計(jì)算稀土離子受激發(fā)射截面的McCu

3、mber理論。 論文的第三部分主要是對(duì)Er3+/Yb3+共摻TeO2-Li2O-B2O3-GeO2碲酸鹽玻璃光譜性質(zhì)的研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)其具有較好的熱穩(wěn)定性，隨著玻璃中GeO2含量的逐漸提高及B2O3含量的逐漸減少，Er3+離子4I13/2→4I15/2躍遷的熒光半高寬(FWHM)保持在70nm左右而其熒光強(qiáng)度、熒光壽命和受激發(fā)射截面逐漸增加。采取除水措施后，其熒光強(qiáng)度和熒光壽命也會(huì)提高。另外，在逐漸提高Yb3+離子濃度的情況下，分

4、析了其稀土離子的溶解性、Er3+離子的吸收光譜、熒光光譜以及上轉(zhuǎn)換發(fā)光，總結(jié)了Yb3+離子濃度變化時(shí)對(duì)玻璃光譜性質(zhì)的影響規(guī)律。 論文的第四部分是對(duì)Er3+/Yb3+共摻TeO2-ZnO-Li2O-B2O3-GeO2碲酸鹽玻璃光譜性質(zhì)的研究。發(fā)現(xiàn)此系列玻璃樣品多數(shù)不存在析晶峰，這對(duì)于光纖拉絲非常有利。另外，隨著B(niǎo)2O3含量的逐漸增加及TeO2含量的逐漸減少，Judd-Ofelt強(qiáng)度參數(shù)逐漸增大，Er3+離子在1.5um附近的F

5、WHM、峰值吸收截面、積分吸收截面、峰值受激發(fā)射截面和積分受激發(fā)射截面也是逐漸增大的，F(xiàn)WHM最大值為78nm，但其熒光壽命相對(duì)較小。 論文的第五部分?jǐn)⑹隽藫紼r3+碲酸鹽玻璃光纖的制備過(guò)程，討論了其包層和纖芯原料的選取以及光纖的ASE光譜性質(zhì)。比較了碲酸鹽塊狀玻璃熒光光譜與光纖ASE譜的區(qū)別，發(fā)現(xiàn)光纖的ASE譜確實(shí)比塊狀玻璃的熒光光譜寬很多，證實(shí)了摻鉺碲酸鹽玻璃光纖確實(shí)可以作為寬帶放大器的主動(dòng)光纖。 最后是本文的結(jié)論部