掺铒氧化物纳米颗粒在石英基光纤中的应用
光学
2009-11-09 v1
摘要
由于Er3+离子在1.54 μm处的4f层内发射，掺铒材料在光通信领域备受关注。掺铒光纤放大器(EDFA)是在石英玻璃中发展起来的，因为该波长下损耗低且该玻璃可靠性高。新型稀土掺杂光纤放大器的发展旨在控制其光谱特性，包括增益曲线的形状和宽度以及光学量子效率。标准的石英玻璃改性剂，如铝，在当前的EDFA中表现出非常优异的性能。然而，为了实现更显著的光谱变化，需要对稀土离子的局部环境进行更重要的改性。为此，我们提出了一种光纤制备路线，即在石英玻璃中嵌入掺铒的氧化钙-二氧化硅或氧化钙-磷硅酸盐纳米颗粒。通过添加低浓度的碱土元素（如钙），可以获得具有不混溶间隙的玻璃，从而通过适当的热处理发生相分离。我们研究了两种元素的作用：钙和磷（一种标准的石英改性剂）。扫描电子显微镜显示，只有当掺入钙时才能观察到纳米颗粒。在预制棒样品中，颗粒的尺寸被确定为约50 nm。这些颗粒的性质取决于磷含量：不含磷时，电子衍射显示颗粒是非晶态的；而添加磷后，颗粒部分结晶。此外，通过使用能量色散X射线技术，我们证明了铒离子位于纳米颗粒中。
引用
@article{arxiv.0911.1250,
title = {Er doped oxide nanoparticles in silica based optical fibres},
author = {Wilfried Blanc and Bernard Dussardier and M. C. Paul},
journal= {arXiv preprint arXiv:0911.1250},
year = {2009}
}