鉍摻雜玻璃寬帶近紅外發(fā)光性能的研究.pdf

1、隨著計算機和國際互聯(lián)網(wǎng)絡的發(fā)展,全球信息化進程一日千里,整個世界已經(jīng)進入信息時代。計算機網(wǎng)絡和數(shù)字通訊技術日益迅猛的發(fā)展要求,使得超大容量的信息傳輸和超快速的實時信息處理成為信息時代光纖通訊領域兩個重要內(nèi)容。目前,光纖制備技術的改進已經(jīng)使光纖通訊窗口覆蓋了1.2-1.7μm的近紅外波段。然而由于稀土離子發(fā)光峰窄的本質(zhì)特征,傳統(tǒng)的稀土離子摻雜光纖放大器表現(xiàn)出兩個突出問題:(1)有些波段處未有合適的光纖放大器;(2)利用一根光纖一個泵浦源還

2、不能實現(xiàn)整個光通訊波段的光放大。如果用一個超寬帶光纖放大器能夠?qū)崿F(xiàn)位于1.2～1.7μm波段的光信號的同時放大,這無疑將會給未來的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)帶來一場新的革命。
　　 本文系統(tǒng)介紹了稀土離子,過渡金屬離子,半導體量子點,主族元素離子摻雜材料作為近紅外增益材料的研究進展,概括和評述了寬帶近紅外增益材料發(fā)展還面臨的問題,并就其今后的發(fā)展進行了展望。在此基礎上圍繞新型Bi激活的近紅外寬帶發(fā)光材料為研究課題,通過調(diào)節(jié)玻璃組分和伽馬射線誘

3、導效應對Bi紅外熒光特性的影響,加深了對Bi紅外熒光機理的理解,本文的主要研究成果和結(jié)論如下:
　　 1.在鉍摻雜的鈉硼硅玻璃中我們發(fā)現(xiàn)Bi的價態(tài)對玻璃組分敏感,具體表現(xiàn)為來自Bi3+的420nm的發(fā)光,這個發(fā)光隨玻璃中B2O3的增加而逐漸減小,這主要是由于玻璃中的光學堿度逐漸變小的緣故;同時我們觀察到來自Bi2+位于618nm的發(fā)光,也觀察到在800nm激發(fā)下樣品具有發(fā)光中心在1340nm的寬帶近紅外發(fā)光,其發(fā)光特征呈現(xiàn)硼反常

4、特性,研究發(fā)現(xiàn)[BO4]的含量與其紅外發(fā)光強度密切相關。根據(jù)光學堿度理論和[BO4]的作用我們認為紅外發(fā)光來自于低價態(tài)的Bi離子(Bi+)。
　　 2.在鉍摻雜的鈉硼硅玻璃中我們發(fā)現(xiàn)其紅外發(fā)光性能隨激發(fā)波長變化而改變;在同一激發(fā)波長下通過調(diào)節(jié)玻璃中B2O3的含量可以得到可調(diào)諧的寬帶近紅外發(fā)光,這主要跟樣品中Bi+所處局域環(huán)境的變化有關。
　　 3.研究了γ射線對Bi摻雜多孔玻璃發(fā)光性能的影響。用γ射線誘導空氣氣氛處理獲得