一种光纤放大器用银纳米晶增强掺铒铋酸盐激光玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种光纤放大器用银纳米晶增强掺铒铋酸盐激光玻璃，该玻璃由以下摩尔百分比的原料制备而成，Bi2O3：48～65mol％，B2O3：15～25mol％，SiO2：15～25mol％，Er2O3：0.5～1mol％，Ag：0～1mol％。本发明专利技术还提供了上述一种光纤放大器用银纳米晶增强掺铒铋酸盐激光玻璃的制备方法，本发明专利技术玻璃具有1450～1700nm的宽带发光性能，最大发射界面7.1×10

【技术实现步骤摘要】
一种光纤放大器用银纳米晶增强掺铒铋酸盐激光玻璃及其制备方法
本专利技术属于材料学领域，涉及发光材料，具体来说是一种光纤放大器用银纳米晶增强掺铒铋酸盐激光玻璃及其制备方法。
技术介绍
光纤放大器是光纤通信系统对光信号直接进行放大的器件，同时还具有实时、高增益、宽带、低噪音及低损耗的全光放大功能，是新一代光纤通信系统中必不可少的关键器件。掺铒光纤放大器的研制成功，极大的推动了光纤通信技术的发展，以其优越的性能已广泛应用于长距离、大容量、高速率的光纤通信系统。近年来，随着信息技术及多媒体技术的发展，传统的掺铒光纤放大器已经不能满足对光纤通信系统信息容量及传输速度的要求。掺铒光纤放大器由于其平均增益带宽只有35nm左右，严重制约了传输波长的信道数。因此研究新的光纤放大器材料，获得超宽带的平坦增益放大器是当前光纤放大器的发展方向。金属表面的电子在光波作用下会发生集体共振，产生表面等离子波，常被称为金属表面等离子体共振。其振荡频率随着金属颗粒的大小发生移动。当纳米金属颗粒掺入稀土离子掺杂的玻璃基质中时，不但会影响局域场强度，还会与稀土离子相互传递能量，从而影响稀土离子的发光性能。
技术实现思路
针对现有技术中的上述技术问题，本专利技术提供了一种光纤放大器用银纳米晶增强掺铒铋酸盐激光玻璃及其制备方法，所述的这种光纤放大器用银纳米晶增强掺铒铋酸盐激光玻璃及其制备方法要解决现有技术中当纳米金属颗粒掺入稀土离子掺杂的玻璃基质中时，不但会影响局域场强度，还会与稀土离子相互传递能量，从而影响稀土离子的发光性能的技术问题。本专利技术提供了一种光纤放大器用银纳米晶增强掺铒铋酸盐激光玻璃，由以下摩尔百分比的原料制备而成：本专利技术还提供了上述的一种光纤放大器用银纳米晶增强掺铒铋酸盐激光玻璃的制备方法，包括以下步骤：1)按照摩尔百分比称取Bi2O3、B2O3、SiO2、Er2O3和Ag，将原料放入一个反应容器中进行充分研磨，混合均匀；2)将混合均匀的原料料放入刚玉坩埚中置于硅碳棒电阻炉中，在1000～1100℃范围内熔制15～25分钟，得到熔融澄清的玻璃液体，将所得的熔融澄清玻璃液体浇注在预热(200～250℃)的模具上；3)待玻璃液固化后迅速将其送入350～400℃的的马弗炉中退火，保温3～4小时，然后随炉冷却至室温，即得光学均匀的玻璃。本专利技术通过Ag纳米颗粒与Er3+离子的相互作用，增强铒离子1550nm波段发光性能。本专利技术通过进行Er/Ce多种配比稀土离子掺杂，获得了一系列浓度配比的铋酸盐玻璃。玻璃呈棕色，透明，物理化学性质均匀，在800nm波长的激光二极管泵浦下，具有1450～1700nm宽带发光，最大发射界面7.1×10-21cm2，覆盖C+L通讯波段，适用于近红外宽带光纤放大器。附图说明图1为实施例1、实施例2和实施例3所制得的银纳米晶增强掺铒铋酸盐激光玻璃在980nm激光二极管泵浦下近红外发射光谱。从图中可以看出，银纳米晶的掺入能够显著的增强玻璃的发光。具体实施方式本专利技术一种光纤放大器用银纳米晶增强掺铒铋酸盐激光玻璃的9个具体实施例的玻璃组成如表1所示：表1：具体9个实施例的玻璃配方实施例1:玻璃组成如表1中1#所示，具体制备过程如下：1)按表1中1#配方玻璃组分的摩尔百分比计算出各原料组成的质量，称取相应原料，放入玛瑙研钵中进行充分研磨，混合均匀；2)将混合均匀的原料料放入刚玉坩埚中置于硅碳棒电阻炉中，在1000～1100℃范围内熔制15～25分钟，得到熔融澄清的玻璃液体，将所得的熔融澄清玻璃液体浇注在预热(200～250℃)的模具上；3)待玻璃液固化后迅速将其送入350～400℃的的马弗炉中退火，保温3～4小时，然后随炉冷却至室温，即得光学均匀的玻璃。将退火后的样品加工成20×10×1毫米的玻璃片并抛光，在980nm波长的激光二极管泵浦下测试其荧光光谱。测得的近红外荧光光谱如实施例附图1中1号所示，光谱覆盖1450～1700nm波段范围，半高宽为60nm。实施例2:组成如表1中2#所示，具体制备过程如下：1)按表1中2#配方玻璃组分的摩尔百分比计算出各原料组成的质量，称取相应原料，放入玛瑙研钵中进行充分研磨，混合均匀；2)将混合均匀的原料料放入刚玉坩埚中置于硅碳棒电阻炉中，在1000～1100℃范围内熔制15～25分钟，得到熔融澄清的玻璃液体，将所得的熔融澄清玻璃液体浇注在预热(200～250℃)的模具上；3)待玻璃液固化后迅速将其送入350～400℃的的马弗炉中退火，保温3～4小时，然后随炉冷却至室温，即得光学均匀的玻璃。将退火后的样品加工成20×10×1毫米的玻璃片并抛光，在980nm波长的激光二极管泵浦下测试其荧光光谱。测得的近红外荧光光谱如实施例附图1中2号所示，光谱覆盖1450～1700nm波段范围，半高宽为60nm，与1号相比，发光强度明显增强。实施例3:组成如表1中3#所示，具体制备过程如下：1)按表1中3#配方玻璃组分的摩尔百分比计算出各原料组成的质量，称取相应原料，放入玛瑙研钵中进行充分研磨，混合均匀；2)将混合均匀的原料料放入刚玉坩埚中置于硅碳棒电阻炉中，在1000～1100℃范围内熔制15～25分钟，得到熔融澄清的玻璃液体，将所得的熔融澄清玻璃液体浇注在预热(200～250℃)的模具上；3)待玻璃液固化后迅速将其送入350～400℃的的马弗炉中退火，保温3～4小时，然后随炉冷却至室温，即得光学均匀的玻璃。将退火后的样品加工成20×10×1毫米的玻璃片并抛光，在980nm波长的激光二极管泵浦下测试其荧光光谱。测得的近红外荧光光谱如实施例附图1中2号所示，光谱覆盖1450～1700nm波段范围，半高宽为60nm，与2号相比，发光强度明显增强。实施例4:组成如表1中4#所示，具体制备过程如下：1)按表1中4#配方玻璃组分的摩尔百分比计算出各原料组成的质量，称取相应原料，放入玛瑙研钵中进行充分研磨，混合均匀；2)将混合均匀的原料料放入刚玉坩埚中置于硅碳棒电阻炉中，在1000～1100℃范围内熔制15～25分钟，得到熔融澄清的玻璃液体，将所得的熔融澄清玻璃液体浇注在预热(200～250℃)的模具上；3)待玻璃液固化后迅速将其送入350～400℃的的马弗炉中退火，保温3～4小时，然后随炉冷却至室温，即得光学均匀的玻璃。将退火后的样品加工成20×10×1毫米的玻璃片并抛光，在980nm波长的激光二极管泵浦下测试其荧光光谱。测得的光谱与1号光谱相近。实施例5:组成如表1中5#所示，具体制备过程如下：1)按表1中5#配方玻璃组分的摩尔百分比计算出各原料组成的质量，称取相应原料，放入玛瑙研钵中进行充分研磨，混合均匀；2)将混合均匀的原料料放入刚玉坩埚中置于硅碳棒电阻炉中，在1000～1100℃范围内熔制15～25分钟，得到熔融澄清的玻璃液体，将所得的熔融澄清玻璃液体浇注在预热(200～250℃)的模具上；3)待玻璃液固化后迅速将其送入350～400℃的的马弗炉中退火，保温3～4小时，然后随炉冷却至室温，即得光学均匀的玻璃。将退火后的样品加工成20×10×1毫米的玻璃片并抛光，在980nm波长的激光二极管泵浦下测试其荧光光谱。测得的光谱与2号光谱相近。实施例6:组成如表1中6#所示，具体制备过程如下：1)按表1中6#配方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤放大器用银纳米晶增强掺铒铋酸盐激光玻璃，其特征在于由以下摩尔百分比的原料制备而成：

【技术特征摘要】
1.一种光纤放大器用银纳米晶增强掺铒铋酸盐激光玻璃，其特征在于由以下摩尔百分比的原料制备而成：2.权利要求1所述的一种光纤放大器用银纳米晶增强掺铒铋酸盐激光玻璃的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)按照摩尔百分比称取Bi2O3、B2O3、SiO2、Er2O3和Ag，将原料放入一个反应容器中进行充分研磨，混合均匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国营，金文田，房永征，侯京山，刘玉峰，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31