一种近红外波段超宽带发射Bi-Er-Tm共掺碲酸盐光纤玻璃及其制备方法

技术领域

本发明属于光纤通信材料领域，具体涉及一种近红外波段超宽带发射Bi-Er-Tm共掺碲酸盐光纤玻璃及其制备方法。

背景技术

掺杂稀土离子的近红外波段1200～1700nm范围的发光已经应用在许多光学领域，如激光、医疗诊断、太阳能电池和光纤通信等方面。其中，1.5μm近红外波段为第三通信窗口，位于石英传输光纤的最低损耗区，是波分复用系统的主要光信号传输通道。近年来，随着光通信网络的快速发展，波分复用系统对传输容量的要求越来越高，其中信息传输通道的数量取决于光纤放大器的有效增益带宽。近年来，为了拓宽光纤放大器的带宽，众学者提出将Nd

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种近红外波段超宽带发射Bi-Er-Tm共掺碲酸盐光纤玻璃及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种近红外波段超宽带发射Bi-Er-Tm共掺碲酸盐光纤玻璃，按照摩尔百分比，其包括以下原材料：74～75mol％的TeO

优选的，按照摩尔百分比，其包括以下原材料：74mol％的TeO

优选的，按照摩尔百分比，其包括以下原材料：75mol％的TeO

优选的，Na

一种制备上述任一项的近红外波段超宽带发射Bi-Er-Tm共掺碲酸盐光纤玻璃的方法，其包括如下步骤：

(1)按照摩尔百分比，分别称取各原材料，备用；

(2)将步骤(1)称好的原材料充分混合均匀，加热熔融得到玻璃溶液；

(3)将步骤(2)得到的玻璃溶液淬冷成型，得到玻璃片；

(4)将步骤(3)得到的玻璃片进行退火处理，得到碲酸盐光纤玻璃。

优选的，步骤(2)：将步骤(1)称好的原材料充分研磨并混合均匀，倒入刚玉坩埚中，放置在880～920℃的高温炉中熔融1h，得到玻璃溶液。研磨工具可以为玛瑙研钵；高温炉可以为硅碳棒电炉。

优选的，步骤(3)：从高温炉中取出装有玻璃溶液的刚玉坩埚，在预先加热的石墨模具上淬冷成型，得到玻璃片。

优选的，步骤(4)：将浇注有玻璃溶液的石墨模具放入300℃～320℃的马弗炉中退火，退火结束后，得到碲酸盐光纤玻璃。

优选的，退火过程为：将浇注有玻璃液的石墨模具转移至已升温至300℃～320℃的马弗炉中，先保温2h，然后以8～10℃/h的速率降温至室温。

优选的，步骤(4)：从马弗炉中取出装有碲酸盐光纤玻璃的石墨模具，对碲酸盐光纤玻璃进行双面抛光处理。

优选的，步骤(3)中预先加热的石墨模具温度为300℃；

优选的，原材料的质量百分比纯度为99.99％。

本发明的有益效果：本发明提供了一种近红外波段超宽带发射Bi-Er-Tm共掺碲酸盐光纤玻璃及其制备方法，制备工艺简单，成本低，物化性能优良，性能稳定，在碲酸盐光纤玻璃中引入Bi

附图说明

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。

图1为实施例1和实施例2的碲酸盐光纤玻璃在808nm波长的泵浦光激励下测量到的在1000～2100nm波长范围内的近红外波段荧光发射光谱；

图2为实施例3和实施例4的碲酸盐光纤玻璃在808nm波长的泵浦光激励下测量到的在1000～2100nm波长范围内的近红外波段荧光发射光谱。

具体实施方式

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。

实施例1

本发明提供一种近红外超宽带发光Bi-Er-Tm共掺碲酸盐光纤玻璃，其包括如下步骤：

(1)按照摩尔百分比，分别称取各原材料：74mol％的TeO

(2)将步骤(1)称好的原材料充分研磨并混合均匀，倒入刚玉坩埚中，放置在900℃的高温炉中熔融1h，得到玻璃溶液。

(3)从高温炉中取出装有玻璃溶液的刚玉坩埚，在预先加热的石墨模具上淬冷成型，得到玻璃片；其中，预先加热的石墨模具温度为300℃。

(4)将浇注有玻璃溶液的石墨模具放入马弗炉中退火，退火过程为：将浇注有玻璃液的石墨模具转移至已升温至300℃的马弗炉中，先保温2h，然后以10℃/h的速率降温至室温，退火结束后，得到碲酸盐光纤玻璃。

(5)从马弗炉中取出装有碲酸盐光纤玻璃的石墨模具，对碲酸盐光纤玻璃进行双面抛光处理，加工成1.5cm×1.5cm×1.5mm两面抛光的碲酸盐光纤玻璃。

实施例2

本发明提供一种近红外超宽带发光Bi-Er-Tm共掺碲酸盐光纤玻璃，其包括如下步骤：

(1)按照摩尔百分比，分别称取各原材料：75mol％的TeO

(2)将步骤(1)称好的原材料充分研磨并混合均匀，倒入刚玉坩埚中，放置在900℃的高温炉中熔融1h，得到玻璃溶液。

(3)从高温炉中取出装有玻璃溶液的刚玉坩埚，在预先加热的石墨模具上淬冷成型，得到玻璃片；其中，预先加热的石墨模具温度为300℃。

(4)将浇注有玻璃溶液的石墨模具放入马弗炉中退火，退火过程为：将浇注有玻璃液的石墨模具转移至已升温至300℃的马弗炉中，先保温2h，然后以10℃/h的速率降温至室温，退火结束后，得到碲酸盐光纤玻璃。

(5)从马弗炉中取出装有碲酸盐光纤玻璃的石墨模具，对碲酸盐光纤玻璃进行双面抛光处理，加工成1.5cm×1.5cm×1.5mm两面抛光的碲酸盐光纤玻璃。

实施例3

本发明提供一种近红外超宽带发光Bi-Er-Tm共掺碲酸盐光纤玻璃，其包括如下步骤：

(1)按照摩尔百分比，分别称取各原材料：74mol％的TeO

(2)将步骤(1)称好的原材料充分研磨并混合均匀，倒入刚玉坩埚中，放置在880℃的高温炉中熔融1h，得到玻璃溶液。

(3)从高温炉中取出装有玻璃溶液的刚玉坩埚，在预先加热的石墨模具上淬冷成型，得到玻璃片；其中，预先加热的石墨模具温度为300℃。

(4)将浇注有玻璃溶液的石墨模具放入马弗炉中退火，退火过程为：将浇注有玻璃液的石墨模具转移至已升温至310℃的马弗炉中，先保温2h，然后以8℃/h的速率降温至室温，退火结束后，得到碲酸盐光纤玻璃。

(5)从马弗炉中取出装有碲酸盐光纤玻璃的石墨模具，对碲酸盐光纤玻璃进行双面抛光处理，加工成1.5cm×1.5cm×1.5mm两面抛光的碲酸盐光纤玻璃。

实施例4

本发明提供一种近红外超宽带发光Bi-Er-Tm共掺碲酸盐光纤玻璃，其包括如下步骤：

(1)按照摩尔百分比，分别称取各原材料：74.2mol％的TeO

(2)将步骤(1)称好的原材料充分研磨并混合均匀，倒入刚玉坩埚中，放置在920℃的高温炉中熔融1h，得到玻璃溶液。

(3)从高温炉中取出装有玻璃溶液的刚玉坩埚，在预先加热的石墨模具上淬冷成型，得到玻璃片；其中，预先加热的石墨模具温度为300℃。

(4)将浇注有玻璃溶液的石墨模具放入马弗炉中退火，退火过程为：将浇注有玻璃液的石墨模具转移至已升温至320℃的马弗炉中，先保温2h，然后以9℃/h的速率降温至室温，退火结束后，得到碲酸盐光纤玻璃。

(5)从马弗炉中取出装有碲酸盐光纤玻璃的石墨模具，对碲酸盐光纤玻璃进行双面抛光处理，加工成1.5cm×1.5cm×1.5mm两面抛光的碲酸盐光纤玻璃。

分别对上述实施例1～实施例4所制备的碲酸盐光纤玻璃进行性能测试，在808nm波长的泵浦光激励下测试得到近红外波段的荧光发射光谱。

如图1和图2所示，测试实施例1的玻璃得到荧光光谱，其增益光谱范围约为1000～2100nm，光谱有三个发光中心，分别为位于1290nm的Bi

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。