超寬帶Bi離子發(fā)光玻璃的研究.pdf

1、近年來，有研究發(fā)現(xiàn)，摻雜在SiO2玻璃中的Bi離子在1.14 μm為發(fā)光中心的熒光半高寬達200 nm。在GeO2基質(zhì)中，Bi離子的發(fā)光中心帶紅移至1.3 μm。這是迄今為止所知的擁有最寬近紅外發(fā)射的金屬離子摻雜玻璃。但是在這些玻璃中Bi離子的放光機理還不清楚。本論文研究了Bi摻雜的超寬帶發(fā)光的不同基質(zhì)玻璃，并對Bi離子以何種價態(tài)產(chǎn)生的超寬帶發(fā)光做了初步的探索。 本論文第一章緒論中概述了光纖放大器的種類和研究進展，特別是工作在1

2、.55 μm與1.3 μm光通訊波段光纖放大器。介紹了光學(xué)玻璃和實驗中用到的各種測試手段。最后總結(jié)了各國研究者對Bi不同價態(tài)的離子在各領(lǐng)域的研究成果。 論文第二章研究了GeO2 - Al2O3 - Na2O - NaBiO3和 GeO2 - Al2O3 - Na2O - Bi2O3玻璃。觀察到樣品在1220 nm處（800 nmLD）的超寬帶發(fā)光特性（FWHM～250 nm）。結(jié)果表明，以NaBiO3形式引入Bi5+到玻璃原料中

3、比以Bi2O3形式引入Bi3+到原料中得到的玻璃在1220 nm處的發(fā)光強度大5.6倍，且熒光壽命和熒光半高寬也分別從280 μs 、195 nm增加到了434 μs、275 nm。從加入的原料出發(fā)，再結(jié)合吸收邊帶的紅移，作者認為Bi離子的近紅外超寬帶發(fā)光是由Bi5+離子引起的。 論文第三章討論了Bi離子摻雜（1mol％）GeO2 - B2O3 - Na2O，GeO2 - Al2O3 - Na2O, GeO2 - Al2O3 -

4、 BaO和GeO2 - Al2O3 - Y2O3玻璃。比較了各玻璃的熒光光譜，熒光衰減曲線和吸收光譜，實驗發(fā)現(xiàn)在GeO2 - Al2O3玻璃中引入BaO，Y2O3組分有利于Bi5+離子的形成。討論了BaO，Y2O3化學(xué)組分對Bi離子在玻璃中的價態(tài)影響的內(nèi)在機理。 論文第四章研究了GeO2 - BaO - Bi2O3玻璃，發(fā)現(xiàn)了在800 nmLD激發(fā)下，在1290 nm處的近紅外超寬帶發(fā)光現(xiàn)象。在BaO含量從3 mol％增加到9

5、mol％的過程中，玻璃的發(fā)光強度增強了約2.4倍，熒光半高寬從175 nm增加到210 nm，熒光壽命從549 μs增長到609 μs。 論文第五章討論了WO3對GeO2 - WO3 - Bi2O3系統(tǒng)熱穩(wěn)定性和光學(xué)性質(zhì)的影響，實驗發(fā)現(xiàn)，在WO3含量從3mol％增加到9mol％的過程中，玻璃的熱穩(wěn)定性提高，發(fā)光強度增強，熒光半高寬增寬，熒光壽命增長，結(jié)合吸收邊帶的紅移，認為Bi離子的近紅外超寬帶發(fā)光是由Bi5+離子引起的。另外，