稀土掺杂钨碲酸盐玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于宽带放大器的稀土掺杂钨碲酸盐玻璃及其制备方法，本发明专利技术稀土掺杂钨碲酸盐玻璃的成分摩尔百分比范围：ＴｅＯ↓［２］：６５－９４．５；ＷＯ↓［３］：５－３０；ＭＯ：０－２０；Ｒｅ↓［２］Ｏ↓［３］：０．５－２，其中Ｍ为二价金属元素，Ｍ＝Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｐｂ、Ｚｎ；Ｒｅ为稀土元素，具体为Ｅｒ或Ｅｒ／Ｙｂ共掺，也可以扩展到其他稀土元素。采用传统熔融法，根据上述组成范围和一定的工艺要求制备一系列玻璃。该类玻璃有较高的玻璃转变温度、较宽的荧光半高宽和较高的声子能量。是一种良好的宽带放大器的基质材料。

Rare earth doped tungsten tellurite glass and preparation method thereof

The invention discloses a method for rare earth doped tungsten tellurite glass and its preparation method of wideband amplifier, the invention of rare earth doped tungsten tellurite glass composition Moore percentage range: TeO: 2: 65: 94.5; WO: 3: 5 - 30; MO:0 20; Re: 2: O 3: 0.5 - 2, where M is two valence metal, M = Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Pb, Zn; Re is a rare earth element, specific Er or Er / Yb Co doped, can also be extended to other rare earth elements. A series of glass are prepared according to the composition range and certain technological requirements by traditional melting method. This kind of glass has higher glass transition temperature, wider fluorescence half width and higher phonon energy. It is a good substrate material for broadband amplifier.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钨碲酸盐玻璃，特别是一种声子能量高、玻璃转变温度高和带宽宽的。
技术介绍
稀土掺杂光纤放大器是利用光纤中的稀土掺杂物质引起的增益实现光放大的。光纤通信系统最感兴趣的稀土掺杂光纤放大本专利技术稀土掺杂钨碲酸盐玻璃的成分成分 mol％TeO265-94.5WO35-30MO 0-20Re2O30.5-2其中M为二价金属元素，M＝Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Pb、Zn；Re为稀土元素，具体为Er或Er/Yb共掺，也可以扩展到其他稀土元素。器是工作波长为1550nm的掺铒光纤放大器。近年来，随着计算机网络和数据传输服务的飞速发展、长距离光纤传输系统对通信容量和系统扩展的日益增长，急需在通信窗口具有带宽宽、增益平坦的光纤放大器以满足目前波分复用系统的使用要求。常规的掺铒光纤放大器所用光纤为掺铒的石英光纤，它的增益平坦区较窄且增益起伏较大。碲酸盐玻璃由于其具有较大的发射截面和较宽的荧光半高宽(FWHM)被认为是提高WDM系统传输容量的基质材料，从而引起人们的广泛关注。与石英玻璃相比，Er3+离子在碲酸盐玻璃中具有更大的溶解性，因而可能实现高浓度掺杂而不发生严重的团聚现象。然而，碲酸盐玻璃作为掺Er3+的基质材料存在着不足之处其声子能量较低(770cm-1)容易发生上转换而不能采用980nm的激光二极管LD进行泵浦；另外，碲酸盐玻璃的转变温度较低，大约只有290℃，在泵浦光功率强时容易造成玻璃的热损伤。因此，需要寻找一种声子能量高、玻璃转变温度高，同时带宽宽的玻璃是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术是针对现有碲酸盐玻璃声子能量低和玻璃转变温度低的不足，提供一种，该玻璃具有声子能量高、玻璃转变温度高和带宽宽的特点。本专利技术的技术解决方案如下本专利技术稀土掺杂钨碲酸盐玻璃的制备方法是采用传统的熔融浇注法，包括下列步骤根据上述组成，选定玻璃的组成配方，称取一定的玻璃原料，充分搅拌均匀，然后放入刚玉坩锅内，置于硅碳棒电炉中进行熔制，熔制温度控制在750～800℃，经均化澄清后降温至650℃～700℃出炉，将玻璃熔液倒入事先预热的模具上后，快速将其放入已升温至其转变温度(Tg)的马弗炉中，保温2小时后，以10℃/小时的速度退火至275℃左右，然后再以20℃/小时的速度退火至50℃后，关闭马弗炉，自然冷却到室温。经实验证明，与掺铒碲酸盐玻璃相比，本专利技术掺铒钨碲酸盐玻璃具有较宽的荧光半高宽；高于掺铒碲酸盐玻璃的玻璃转变温度290℃；声子能量930cm-1，大于掺铒碲酸盐玻璃的声子能量，可以采用980nmLD进行泵浦而不易发生上转换。因此掺铒钨碲酸盐玻璃可以作为一种良好的宽带放大器基质材料。附图说明图1为本专利技术掺铒钨碲酸盐玻璃的荧光光谱。图2为未掺杂的钨碲酸盐玻璃的拉曼光谱。具体实施例方式表1给出了本专利技术钨碲酸盐玻璃7个具体实施例的玻璃组分。所述组成均为摩尔百分比。为了获得均匀性好、无气泡和条纹的光学玻璃，需要有严格的熔制工艺和环境条件。以下结合具体实施例对本专利技术做进一步阐述。表1 钨碲酸盐玻璃组成(摩尔比)原始成分1#2#3#4#5#6#7#TeO265707580859094.5WO3308 6 15105 5BeO 4 ——————MgO —20—————CaO ——18————SrO ———3 ———BaO ———— 4.5 ——PbO ———— —4 —ZnO ———— —— 0Er2O31 2 1 2 0.5 1 0.5Er2O3也可以为Er2O3/Yb2O3共掺。实施例1第1#组分的制备过程步骤一按上述配方准确称取原料，混合均匀；步骤二将混合料放入刚玉坩埚中，置于800℃的硅炭棒电炉中熔融； 步骤三玻璃熔融后，在氧气氛下搅拌；步骤四停止通气，澄清和均化，然后将玻璃降温至700℃后，倒入预热的模具中；步骤五快速将玻璃放入已升温至375℃的马弗炉中，保温2小时后，以10℃/小时的速度退火至275℃左右，然后再以20℃/小时的速度退火至50℃后，关闭马弗炉，降温至室温。其余各组的制备工艺与第一组相近，熔化温度和退火温度根据玻璃组分确定。实验测得玻璃转变温度Tg为395℃，没有析晶峰，说明玻璃的抗析晶性能较好，适合于大尺寸制作和光纤的拉制。图1为掺铒钨碲酸盐玻璃的荧光光谱，可以看出Er3+的荧光半高宽(FWHM)为67nm，大于磷酸盐玻璃和硅酸盐玻璃中Er3+的荧光半高宽，满足用作宽带放大的要求。图2为未掺杂的钨碲酸盐玻璃的拉曼光谱，从图中可知钨碲酸盐玻璃的声子能量为930cm-1，这个值大于碲酸盐玻璃的声子能量，可以降低上转换。权利要求1.一种稀土掺杂钨碲酸盐玻璃，其特征在于它的组成组成含量mol％TeO265-94.5WO35-30MO 0-20Re2O30.5-2其中M为二价金属元素，M＝Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Pb、Zn；Re为稀土元素，具体为Er或Er/Yb共掺，也可以扩展到其他稀土元素。2.根据权利要求1所述的稀土掺杂钨碲酸盐玻璃的制备方法，其特征在于包括下列步骤是根据权利要求1选定玻璃的组成配方，称取一定的玻璃原料，充分搅拌均匀，然后放入刚玉坩锅内，置于硅碳棒电炉中进行熔制，熔制温度控制在750～800℃，经均化澄清后降温至650℃～700℃出炉，将玻璃熔液倒入事先预热的模具上后，快速将其放入已升温至其转变温度的马弗炉中，保温2小时后，以10℃/小时的速度退火至275℃左右，然后再以20℃/小时的速度退火至50℃后，关闭马弗炉，自然冷却到室温。全文摘要本专利技术公开了一种用于宽带放大器的，本专利技术稀土掺杂钨碲酸盐玻璃的成分摩尔百分比范围TeO文档编号C03C3/12GK1587139SQ200410053439公开日2005年3月2日 申请日期2004年8月4日 优先权日2004年8月4日专利技术者赵士龙, 陈宝玉, 温磊, 胡丽丽 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土掺杂钨碲酸盐玻璃，其特征在于它的组成：组成含量ｍｏｌ％ＴｅＯ↓［２］６５－９４．５ＷＯ↓［３］５－３０ＭＯ０－２０Ｒｅ↓［２］Ｏ↓［３］０．５－２其中Ｍ为二价金属元 素，Ｍ＝Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｐｂ、Ｚｎ；Ｒｅ为稀土元素，具体为Ｅｒ或Ｅｒ／Ｙｂ共掺，也可以扩展到其他稀土元素。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵士龙，陈宝玉，温磊，胡丽丽，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]