摻鉍石英基光纖的制備及其光譜性能研究.pdf

1、鉍摻雜超寬帶發(fā)光材料已經(jīng)成為了當(dāng)前的熱點課題。2005年Dvoyrin等人制備出了鉍摻雜光纖,并在之后的幾年里在摻鉍光纖中實現(xiàn)了1140-1500nm波段的激光輸出。但是在摻鉍玻璃和光纖的研究中,有兩個問題依然制約著摻鉍材料進(jìn)一步的應(yīng)用:(1)鉍近紅外發(fā)光的來源仍然不清楚且鉍的近紅外發(fā)光較弱;(2)在制備摻鉍光纖預(yù)制棒時需要極高的熔融溫度,所以易造成鉍的大量揮發(fā)從而導(dǎo)致其制備較為困難,且目前仍然沒有在單根摻鉍光纖中實現(xiàn)整個全光通信波段的

2、發(fā)光。
　　為了解決以上問題,本論文以鉍的近紅外熒光強(qiáng)度的增強(qiáng)和鉍的近紅外發(fā)光起源為課題做了進(jìn)一步深入的研究。制備了摻鉍光纖,研究了摻鉍光纖的光譜性能。主要包括以下內(nèi)容:
　　(1)制備了鋁鉍共摻硅酸鹽玻璃,通過研究在摻鉍玻璃的制備過程中引入了還原性氣氛(Al粉)對鉍的吸收光譜以及近紅外和可見光波段的熒光光譜的影響,并對比了堿金屬對鉍近紅外波段發(fā)光的影響,推斷出鉍的近紅外發(fā)光來源于Bi+這一結(jié)論。
　　(2)研究了石英

3、玻璃管類型、共摻雜離子以及摻雜方式在制備摻鉍光纖預(yù)制棒過程中對鉍近紅外活性中心形成的影響。研究表明利用縮棒時溫度較低的薄壁管制備摻鉍光纖可以有效的避免鉍離子的揮發(fā),使鉍較易實現(xiàn)摻雜;在摻鉍光纖的制備中應(yīng)該避免Yb3+等具有氧化性氣氛的離子,應(yīng)適當(dāng)增加還原性氣氛;溶液摻雜比氣相摻雜更易制備摻鉍光纖。
　　(3)在摻鉍光纖預(yù)制棒切片中實現(xiàn)了1000-1600nm波段的寬帶發(fā)光,實驗發(fā)現(xiàn)有效的熱處理可以很好的提高預(yù)制棒切片中鉍的近紅外發(fā)