一种Er制造技术

本发明专利技术提供一种Er

【技术实现步骤摘要】
一种Er
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/Yb
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共掺近红外超宽带发射碲酸盐光纤玻璃及其制备方法


[0001]本专利技术属于光纤通信材料领域，具体涉及一种Er
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共掺近红外超宽带发射碲酸盐光纤玻璃及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着光通信系统和高速传输系统的飞速发展，要求在波分复用(WDM)系统中扩大光纤放大器的增益带宽，因此获得更宽、更高效的增益带宽一直是一个研究的热点。掺铒光纤放大器(EDFA)是WDM网络系统中用于光通信的关键元件之一，Er
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离子掺杂的碲酸盐光纤玻璃在EDFA的发展中发挥着重要作用。然而，目前Er
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单掺碲酸盐光纤玻璃存在热稳定性能较差、发光强度较低、带宽窄的问题，无法满足通信发展的要求，极大地限制了其在中掺铒光纤放大器领域的应用。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种Er
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共掺近红外超宽带发射碲酸盐光纤玻璃及其制备方法，提高碲酸盐光纤玻璃的热稳定性能以及近红外发光强度，获得更宽、更高效的增益带宽。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种Er
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共掺近红外超宽带发射碲酸盐光纤玻璃，按照摩尔百分比，其包括以下原材料：
[0005]TeO2：46.3～47mol％；
[0006]WO3：20mol％；
[0007]ZnO：20mol％；
[0008]Na2O：5mol％；
[0009]Ta2O5：5mol％；
[0010]Er2O3：0.5～1mol％；
[0011]Yb2O3：2.1～2.5mol％；
[0012]Nd2O3：0.11～0.4mol％。
[0013]优选的，按照摩尔百分比，其包括以下原材料：
[0014]TeO2：46.39mol％；
[0015]WO3：20mol％；
[0016]ZnO：20mol％；
[0017]Na2O：5mol％；
[0018]Ta2O5：5mol％；
[0019]Er2O3：1mol％；
[0020]Yb2O3：2.5mol％；
[0021]Nd2O3：0.11mol％。
[0022]优选的，按照摩尔百分比，其包括以下原材料：
[0023]TeO2：46.3mol％；
[0024]WO3：20mol％；
[0025]ZnO：20mol％；
[0026]Na2O：5mol％；
[0027]Ta2O5：5mol％；
[0028]Er2O3：1mol％；
[0029]Yb2O3：2.5mol％；
[0030]Nd2O3：0.2mol％。
[0031]优选的，Na2O以Na2CO3的形式掺入，即Na2O由等摩尔量的Na2CO3代替。Na2O主要起添加Na
+
的作用，由于Na2O在空气中稳定性差，所以利用Na2CO3在高温下分解可以产生Na2O的反应，同样可以起到添加Na
+
的作用。
[0032]上述任一项的Er
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共掺近红外超宽带发射碲酸盐光纤玻璃的方法，其包括如下步骤：
[0033](1)按照摩尔百分比，分别称取各原材料，备用；
[0034](2)将步骤(1)得到的原材料放入玛瑙研钵中研磨均匀；
[0035](3)将步骤(2)研磨均匀的原材料放入刚玉坩埚中，放置于管式炉中在920～950℃下加热40分钟，得到熔融态玻璃液体；从管式炉内取出刚玉坩埚，趁热将刚玉坩埚内的熔融态玻璃液体搅拌2分钟，再继续放置于920～950℃管式炉中熔制20分钟，得到玻璃熔液；
[0036](4)将步骤(3)得到的玻璃熔液浇筑在预热好温度为370～400℃的石墨模具上淬冷，得到片状玻璃；
[0037]优选的，将步骤(4)得到的片状玻璃在370～400℃的马弗炉中进行退火处理，退火处理完成后，从马弗炉中取出装有碲酸盐光纤玻璃的石墨模具，得到碲酸盐光纤玻璃片。
[0038]优选的，步骤(5)的退火处理过程为：在370～400℃的马弗炉中先保温3小时，再以15℃/h的速率降温至50℃。
[0039]优选的，对步骤(5)得到的碲酸盐光纤玻璃片进行打薄，至玻璃片厚度为2mm，再进行表面抛光处理直到玻璃片透明，最终得到两面抛光的碲酸盐光纤玻璃。
[0040]优选的，各原材料的质量百分比纯度为99.99％。
[0041]本专利技术的有益效果：
[0042](1)本专利技术得到的碲酸盐玻璃密度大，玻璃转变温度高，热稳定性能参数ΔT远大于100℃，能满足碲酸盐光纤拉丝的要求。
[0043](2)引入少量Ta2O5提高了玻璃的热稳定性能以及近红外发光强度。
[0044](3)在波长808nm激光二极管泵浦下，Er
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之间共同作用，玻璃可以产生覆盖光通信O波段到U波段的超宽带近红外发射谱。
附图说明
[0045]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些
附图获得其他的附图。
[0046]图1为实施例1、对比实验1的碲酸盐玻璃的DSC曲线；
[0047]图2为实施例1、实施例2的碲酸盐玻璃在808nm波长泵浦下的荧光光谱图；
[0048]图3为实施例3、实施例4的碲酸盐玻璃在808nm波长泵浦下的荧光光谱图；
[0049]图4为实施例1、对比实验1和对比实验2的碲酸盐玻璃在808nm波长泵浦下的荧光光谱图。
具体实施方式
[0050]为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。所使用的原材料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。
[0051]实施例1
[0052]本专利技术提供一种制备Er
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共掺近红外超宽带发射碲酸盐光纤玻璃的方法，其包括如下步骤：
[0053](1)按照以下摩尔百分比，分别称取以下各种原材料，各原材料纯度为99.99％；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Er
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共掺近红外超宽带发射碲酸盐光纤玻璃，其特征在于，按照摩尔百分比，其包括以下原材料：TeO2：46.3～47mol％；WO3：20mol％；ZnO：20mol％；Na2O：5mol％；Ta2O5：5mol％；Er2O3：0.5～1mol％；Yb2O3：2.1～2.5mol％；Nd2O3：0.11～0.4mol％。2.根据权利要求1所述的一种Er
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共掺近红外超宽带发射碲酸盐光纤玻璃，其特征在于，按照摩尔百分比，其包括以下原材料：TeO2：46.39mol％；WO3：20mol％；ZnO：20mol％；Na2O：5mol％；Ta2O5：5mol％；Er2O3：1mol％；Yb2O3：2.5mol％；Nd2O3：0.11mol％。3.根据权利要求1所述的一种Er
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共掺近红外超宽带发射碲酸盐光纤玻璃，其特征在于，按照摩尔百分比，其包括以下原材料：TeO2：46.3mol％；WO3：20mol％；ZnO：20mol％；Na2O：5mol％；Ta2O5：5mol％；Er2O3：1mol％；Yb2O3：2.5mol％；Nd2O3：0.2mol％。4.根据权利要求1
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3任一项所述的一种Er
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/...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卫东，王传杰，张鹏，马飞云，张桂林，张明立，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海宏安集团有限公司，
类型：发明
国别省市：