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本论文主要探索适用于光通讯系统S波段掺铥光纤放大器用碲酸盐玻璃的光谱性能。主要分绪论、实验方法与原理、Tm<3+>单掺碲酸盐玻璃1.46μm光谱性能研究、网络修饰体对Tm<3+>掺碲酸盐1.46gm荧光性能的影响、Tm<3+>/Dy<3+>及Tm<3+>/Ho<3+>共掺碲酸盐玻璃1.46μm发光性能的研究和结论六个部分。
绪论部分主要概述了稀土离子在玻璃中的能级结构和发光行为以及玻璃基质对稀土离子光谱性能的影响。同时介绍了S波段掺铥光纤放大器的研究进展及铌碲酸盐玻璃作为掺铥光纤放大器基质的优点。
论文的第二章介绍制备碲酸盐玻璃研制所需的实验原料、仪器和具体的实验过程,重点介绍碲酸盐玻璃物理性能、热稳定性和光谱性能测试方法及原理,同时介绍了Judd-Ofelt理论模型及光谱参数计算过程。
第三章主要研究了TeO<,2>-Nb<,2>O<,5>-ZnO-Ge<,2>基质玻璃在不同Tm<3+>离子掺杂浓度下的吸收光谱和荧光特性,分析了基质玻璃结构及稀土离子浓度对玻璃1.46μm荧光强度、荧光带宽及受激发射截面等的影响,优选Tm<3+>离子掺杂浓度。
第四章以80TeO<,2>-10Nb<,2>O<,5>-8ZnO-2GeO<,2>-0.3Tm<,2>O<,3>(mol%)为研究系统,用玻璃网络修饰体碱金属或碱土金属氧化物取代部分TeO<,2>,研究修饰体氧化物对Tm<3+>掺杂的碲酸盐玻璃1046μm荧光带宽的影响,从稀土离子的能级Stark分裂和稀土离子周围局域场的变化分析玻璃荧光带宽不均匀展宽的原因。结合所获得的各个光谱参数,优选使掺铥碲酸盐玻璃具有良好光谱性能的修饰体氧化物种类及含量。
第五章以80TeO<,2>-10Nb<,2>O<,5>-8ZnO-2GeO<,2>-0.3Tm<,2>O<,3>(mol%)为研究系统,针对Tm<3+>离子1.46μm荧光发射的主要缺点(即上能级<3>H<,4>的荧光寿命短于下能级<3>H<,4>的寿命),通过Tm<3+>/Dy<3+>、Tm<3+>/Ho<3+>共掺以实现<3>H<,4>和<3>H<,4>能级粒子数反转。着重研究稀土离子的相互作用对玻璃荧光强度的影响,确定Dy<,2>O<,3>及HO<,2>O<,3>的最佳掺量。