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掺Yb3+铋镓酸盐玻璃光纤芯材料的性能研究

2018-06-21杨杨金丹旸李丹阳杜小虎周德春

长春理工大学学报(自然科学版) 2018年3期

杨杨,金丹旸,李丹阳,杜小虎,周德春

(长春理工大学 材料科学与工程学院,长春 130022)

光纤光源因其结构简单、光谱质量好、性能稳定等特点而倍受关注[1]。目前,实用化的激光材料已从最初的几种基质材料发展到数十种,并在各方面获得实际应用[2]。好的基质玻璃是光纤激光器优异性能的保证。早在20世纪90年代科学家就对掺镱的磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐,碲酸盐等玻璃基质做了较为全面的光谱特性研究,但关于掺镱铋酸盐玻璃的报道和研究却是比较少的。故提出研究掺Yb3+铋镓酸盐玻璃的发光性能和应用。自行设计铋镓酸盐基质玻璃[3],并对其激光性能进行测试分析。

采用Yb3+作为掺杂原料的优点有很多[4]。它具有很宽的吸收带和激发带,且吸收截面大,对光的吸收强;Yb3+能级结构简单,不存在转换发光和浓度淬灭等现象,能量转换效率高;Yb3+的荧光寿命长,有利于储存能量;Yb3+容易吸收980nm附近的泵浦能量。对于基质材料,与传统的硅酸盐玻璃相比,铋酸盐玻璃具有较低的熔制温度、较高折射率、较宽的红外透过区域、良好的抗腐蚀能力、较强的稀土离子溶解性和声子能量低等优点[5]。此外铋酸盐玻璃还具有高的非线性系数和超快光响应速度,并且其本征吸收最小值靠近1550nm的通信波段[6]。可见铋酸盐玻璃是应用于光放大器的一种极具前途的基质材料。

1 实验

1.1 样品制备

采用高温熔融法制备了掺镱铋镓酸盐玻璃。选用Bi2O3-Ga2O3-SiO2组成体系,通过对比选择最优配方为BG1,配比为60%Bi2O3-20%SiO2-20%Ga2O3。……

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