稀土摻雜的新型鉍酸鹽玻璃的研究

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1、分類號密級UDC編號碩士研究生學位論文論文題目：稀土摻雜的新型鉍酸鹽玻璃的研究學院物理與電子信息學院專業(yè)名稱光學工程研究生姓名林志文學號13080300007導師姓名滿石清職稱教授2016年5月20日獨創(chuàng)性聲明本人聲巧所呈交的學位論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除文中已經(jīng)標明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻的個人和集體，均已在文中Ｗ明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。學位論義作者簽名：表ｋ火０Ｉ＾年支月呼日學位論文版權使用授權書本學

2、位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，即：學校有權保留并向國家有關部口或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借飼。本人授權云南師范大學可將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可Ｗ采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。學位論文作者簽名；寺京ｉ支指導教師簽名；？１告年１占年月＞日Ｊｒ月＞用（摘要摘要近年來，由于信息量的快速增長和靈活的網(wǎng)絡需求，如何提高現(xiàn)有光纖通信系統(tǒng)的通信容量已成為當務之急。然而，作為波分復用（WDM）系統(tǒng)重要設備的傳統(tǒng)摻鉺石英光纖放大器（EDFA）的帶寬是非常有限的，怎樣才能滿足這種

3、日益增長的需求，已成為當前光通信器件研究的主流。目前，最有效的途徑就是開發(fā)出新型的超寬帶光纖放大器。一方面，可以通過尋找出新型的放大器玻璃材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硅酸鹽玻璃材料。與傳統(tǒng)的硅酸鹽玻璃相比，鉍酸鹽玻璃具有更加優(yōu)異的特征，比如較高折射率、無毒性、較低的熔制溫度、最小聲子能量等，是應用于光放大器的一種極具前途的基質(zhì)材料。另一方面，可以通過引入其他稀土離子以拓寬其發(fā)光波段。在本論文中，首次設計出了兩種新型的多組分鉍酸鹽玻璃體系，分別為Li2O-SrO-ZnO-Bi2O3（LSZB）和Li2O-Na2O-ZnO-MoO3-Bi2O3（LNZMB）玻璃體系。通過稀土摻雜研究該體系在光放大器、激

4、光器和上轉(zhuǎn)換發(fā)光等領域的潛在應用價值，并取得了一些研究成果。所有玻璃樣品都是通過高溫熔融法制備而得，然后測試了樣品的物理性質(zhì)與光譜性質(zhì)，并運用Judd-Ofelt理論和McCumber理論對相關光譜進行了相應的分析與討論。第一，通過分析未摻雜玻璃樣品的拉曼光譜，可知本論文所設計的新型鉍酸鹽玻璃體系是一種很適合用作稀土摻雜的基質(zhì)材料。第二，Er3+摻雜的LSZB玻璃樣品的熒光半高寬為78nm，在1535nm處的受激發(fā)射截面為?212?2129.76?10cm，兩者的乘積達到了761.28?10cms，這一數(shù)值對于光放大器是尤為重要的，表明摻鉺的LSZB玻璃體系具有較好的增益放大性能，是一

5、種應用于寬帶放大器的理想基質(zhì)材料。第三，分析了Tm3+離子摻雜的LSZB玻璃的吸收和發(fā)射光譜，在785nm激光器的泵浦下，在1.47?m附近觀測到明顯的熒光發(fā)射，且?guī)捈s為112nm。最后，討論了兩種摻鉺玻璃體系的上轉(zhuǎn)換發(fā)光機制，發(fā)現(xiàn)其在549nm及659nm附近存在較強的上轉(zhuǎn)換綠光和紅光發(fā)射。綜上所述，本論文研究的兩種稀土摻雜的新型鉍酸鹽玻璃體系在光放大器、激光器和上轉(zhuǎn)換器件等領域有著廣闊的應用前景。關鍵詞：稀土摻雜；鉍酸鹽玻璃；光纖放大器；上轉(zhuǎn)換發(fā)光IAbstractAbstractInrecentyears,duetotherapidgrowthofinformationandf

6、lexiblenetworkrequirements,howtoimprovethecommunicationcapacityofexistingopticalfibercommunicationsystemhasbecomeimperative.However,asaconventionalWDMsystemofimportantequipmenterbium-dopedsilicatefiberamplifier(EDFA)bandwidthisverylimited,howtomeetthisgrowingdemand,hasbecomethemainstreamofcurren

7、topticalcommunicationresearch.Currently,themosteffectivewayistodevelopanewtypeofultra-broadbandfiberamplifier.Ontheonehand,itcanreplacethetraditionalsilicateglassmaterialbyfindinganewtypeofamplifierglassmaterial.Comparedwith