碲酸鹽玻璃的制備和性能研究.pdf

1、摻鉺光纖放大器(EDFA)因其優(yōu)異的光學(xué)性能，在光傳輸系統(tǒng)中有廣泛應(yīng)用。碲酸鹽玻璃因具有受激發(fā)射截面大、增益帶較寬等優(yōu)異的特性，用其作為寬帶摻鉺光纖放大器基質(zhì)材料的開發(fā)研究已引起國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。然而，現(xiàn)有碲酸鹽玻璃的熱膨脹系數(shù)較高、熱穩(wěn)定性較差，不利于玻璃光纖的制備和使用。為了使碲酸鹽玻璃在光纖激光器或放大器用基質(zhì)材料領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，需要對玻璃的化學(xué)組成和制備工藝進行科學(xué)設(shè)計和調(diào)控，以獲得具有低熱膨脹系數(shù)、高熱穩(wěn)定性和光學(xué)性質(zhì)優(yōu)異的

2、碲酸鹽玻璃材料。
　　 本文通過在TeO2-ZnO-Na2O基礎(chǔ)玻璃體系中引入SiO2、B2O3、GeO2和Al2O3等成分調(diào)節(jié)玻璃組成以改善玻璃的形成能力、熱學(xué)性質(zhì)等綜合性能。試驗中發(fā)現(xiàn)TeO2-ZnO-Na2O基礎(chǔ)玻璃體系中分別或同時加入B2O3、GeO2可制備其透明度良好，出現(xiàn)氣泡、條紋的情況較少的玻璃試樣;但是加入Al3O4較難形成外觀良好的碲酸鹽玻璃，且制備所需的溫度較高;加入SiO2的成分體系不可形成玻璃相。

3、　　 采用CCl4做除水劑將爐料浸泡，之后利用熔融法制備了摻鉺碲酸鹽玻璃。應(yīng)用傅里葉紅外光譜(FTIR)分析玻璃的結(jié)構(gòu)，通過分析比較得知本文采用的爐料浸泡法可有效去除玻璃體系中的羥基。
　　 采用示差掃描量熱(DSC)和熱膨脹系數(shù)測試(DTA)分析得到了玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)、玻璃析晶溫度(Tx)、玻璃軟化溫度(Tf)和熱膨脹系數(shù)(a)，其△T(△T=Tx-Tg)≥155℃，熱膨脹系數(shù)為8.668～12.279×10-6/℃，本

4、文所制備的TeO2-ZnO-Na2O-B2O3-GeO2(TZNBG)玻璃的析晶峰不明顯，熱膨脹系數(shù)較低且軟化溫度較高，具有較高的熱學(xué)穩(wěn)定性。
　　 應(yīng)用Judd-Ofelt理論分析計算了玻璃的振子強度Ωλ（λ=2，4，6），躍遷幾率A，熒光分支比β，輻射壽命τi，計算并與其他玻璃體系比較了Ω4/Ω6，本文制備的碲酸鹽玻璃具有較小的Ω4/Ω6，為0.744～0.872。根據(jù)McCumber理論計算了受激發(fā)射截面σemis和熒光半

5、高寬FWHM，其σemis×FWHM在400～500×10-21cm2·nm之間，σemis×τi的值達到了80×10-21cm2·ms，與其他地酸鹽玻璃體系相比較高。基于所得到的數(shù)據(jù)可以得出TZNBG體系的玻璃具有低熱膨脹高熱穩(wěn)定性，較高的Er3+4l3/2→4I15/2能級躍遷效率和較好的增益帶寬性能，是優(yōu)良的摻鉺光纖放大器用基質(zhì)材料。
　　 另外，本文在摻鉺TZNBG玻璃體系中摻雜稀土離子Dy。利用Judd-Ofelt理論