掺Er玻璃是目前激光材料领域中的研究热点之一,其在1.53μm处的发光对光纤通信领域内的光放大应用具有重要意义。目前,随着器件小型化的发展趋势,一方面,对玻璃中的掺Er浓度提出了更高的要求;另一方面,由于Yb³⁺离子卓越的敏化性能,对Er/Yb共掺玻璃的研究也越来越深入。由于磷酸盐具有对稀土离子高的溶解度,因此,研究磷酸盐体系玻璃中Er单掺、Er/Yb共掺系统的物理特性和光学特性对推动Er掺杂激光器、放大器材料的发展具有非常重要的应用价值。本文采用两步熔融法制备了相同基质,Er³⁺离子浓度固定0.5mol%不变Yb³⁺离子浓度由0mol%依次增加1.5mol%变化到7.5mol%的系列磷酸盐玻璃,并对各Yb³⁺离子掺杂浓度下的玻璃试样进行了密度、厚度、折射率、热稳定性等物理性能的测试;根据各样品的吸收光谱,利用J-O理论计算得到此玻璃体系的系列光谱参数,并对其荧光光谱进行了测试分析。另外,在前面分析得到的最佳配比方案的基础上,采用添加重金属氧化物Bi₂O₃对其进行改性,并对各项性能进行测试比较。最后通过分析制备工艺条件的影响因素,进一步确定最佳的制备方案。制备得到的玻璃样品密度在1.4470～1.5382g/cm3之间,当掺杂的Yb₂O₃为6.0mol%（E5样品）时,玻璃的密度达到最大为1.5382g/cm3;得到的玻璃样品折射率在1.54左右。通过DTA测试,得到玻璃样品的开始析晶温度和玻璃转变温度差值△T,在E5样品达到最大值为154℃,具有良好的热稳定性。对系列玻璃进行耐水性能测试,发现前2个小时腐蚀程度大后面基本呈线性增加。本实验对发光玻璃吸收光谱的测试,吸收光谱主要有7个吸收峰,中心位置波长分别为:488,520,544,651,798,978,1534nm,吸收峰分别对应于Er³⁺离子从基态4I15/2到各个激发态⁴F_7/2,²H_11/2,⁴S_3/2,⁴F_9/2,⁴I_9/2,⁴I_11/2,⁴I_13/2以及Yb³⁺离子从基态2F7/2到2F5/2的吸收跃迁。利用J-O理论计算得到唯象强度参数Ωt,Ω2在7.04～7.52之间,Ω4在1.67～1.96之间,Ω6在1.05～1.24之间;计算出Er³⁺离子在本实验样品中的自发辐射跃迁几率Ae d、Am d,荧光强度分支比β和辐射寿命τrad,利用McCumber理论计算得到的发射截面达到0.84pm2。测试样品在1.5μm处的荧光光谱,各样品的荧光峰值波长并没有发生变化,均为1534nm;荧光强度随着Yb³⁺离子浓度的增加先变大后降低,在E5样品中达到最大值,荧光半高宽可达到38nm;本实验制备的PBAZN系列磷酸盐玻璃的Yb³⁺:Er³⁺最佳比为12:1。得到的上转换发射光谱有三个,可见峰位于522,545,651nm,在E5样品中绿光强度是单掺铒的5倍左右,红光强度为3倍左右。通过对E5样品配方添加10mol%的Bi₂O₃进行改性实验,玻璃的密度、折射率、热稳定性都得到一定提高,通过荧光光谱测试发现掺杂氧化铋后的铋磷酸盐玻璃的峰值在1544nm,向长波方向移动了;荧光半高宽为48nm。实验发现提高玻璃的熔炼温度对去除OH?有一定的作用,制得样品的荧光寿命还是比较理想的。