[发明专利]一种提高Bi掺杂玻璃近红外发光热稳定性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高离子掺杂玻璃性能的方法，特别是涉及一种提高Bi掺杂玻璃近红外发光热稳定性的方法。

背景技术

随着人们对于信息传播日益迫切的需求，光纤通讯在人类社会通讯中所占的比重越来越大。人类铺设的光纤已经长达十亿km，足够绕地球25000圈，并且还在以每小时数千km的速度不断增长。光纤放大器是光纤通讯系统中必不可少的部件，目前广泛使用的稀土离子掺杂的光纤放大器，如EDFA等，由于其较窄的增益带宽已经逐渐难以满足日益庞大的信息传播需求，研制新型宽带光纤放大器成为必然的趋势。

相对于稀土离子掺杂玻璃材料，主族元素Bi掺杂玻璃材料由于在近红外波段有非常宽的发光带宽、发光峰位可调，荧光寿命长，并且与目前大量使用的二氧化硅玻璃光纤的低损耗通讯窗口很好地重叠，所以非常有望用于制造新型宽带光纤放大器和激光器。

过去十余年，国内外很多学者对Bi掺杂玻璃材料的近红外发光性能做了大量的研究工作，取得了不少有意义的成果。但是，其中绝大部分工作是在Bi掺杂的块体玻璃材料的基础上进行的。尽管在块体玻璃材料中获得了优异的近红外发光性能，但是Bi掺杂的块体玻璃材料拉制成光纤后却往往发生发光淬灭的现象，这是因为块体玻璃材料拉制成光纤的过程中，Bi离子会发生团聚形成不发光的团簇或纳米颗粒，从而荧光淬灭。

如果能够有效地提高Bi掺杂玻璃材料近红外发光的热稳定性，将有效拉制出具有近红外发光的Bi掺杂玻璃光纤，甚至能够对新型光纤放大器的研制起到推动性的作用。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明的目的是提供一种提高Bi掺杂玻璃近红外发光热稳定性的方法，通过增强Bi掺杂玻璃基质材料网络结构刚度以提高Bi近红外发光热稳定性。

本发明的技术方案是：

本发明采用熔融法，在Bi掺杂玻璃组分中加入1～20 mol%的稀土离子化合物。

所述的稀土离子化合物中的稀土离子为La³⁺、Pr³⁺、Sm³⁺、Gd³⁺、Yb³⁺、Ce³⁺、Eu³⁺、Tb³⁺、Ho³⁺、Er³⁺、Dy³⁺、Lu³⁺、Nd³⁺或者Tm³⁺。

所述的Bi掺杂玻璃为氧化物玻璃、硫系玻璃或卤化物玻璃。

当所述的Bi掺杂玻璃为氧化物玻璃时，在玻璃组分中引入的稀土离子化合物为稀土离子氧化物。

所述的氧化物玻璃为硼酸盐玻璃、硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、锗酸盐玻璃、铝酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、锗硅酸盐玻璃、磷硅酸盐玻璃、锗磷酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼磷酸盐玻璃、锗硼酸盐玻璃、铝硼酸盐玻璃、铝磷酸盐玻璃、铝锗酸盐玻璃、硼硅磷酸盐玻璃、硼硅锗酸盐玻璃、硼硅铝酸盐玻璃、硼磷锗酸盐玻璃、硼磷铝酸盐玻璃、硼锗铝酸盐玻璃、硅磷锗酸盐玻璃、硅磷铝酸盐玻璃、硅锗铝酸盐玻璃、磷锗铝酸盐玻璃、硼硅磷锗酸盐玻璃、硼硅磷铝酸盐玻璃、硼硅锗铝酸盐玻璃、硼磷锗铝酸盐玻璃或者碲酸盐玻璃。

所述的硫系玻璃为硫化物玻璃或者硫氧化物玻璃；当硫系玻璃为硫化物玻璃时，在玻璃组分中引入的稀土离子化合物为稀土离子硫化物；当硫系玻璃为硫氧化物玻璃时，在玻璃组分中引入的稀土离子化合物为稀土离子硫化物或氧化物。

所述的卤化物玻璃为氟化物玻璃、氟氧化物玻璃、氯化物玻璃或者氯氧化物玻璃；当卤化物玻璃为氟化物玻璃或者氯化物玻璃时，在玻璃组分中引入的稀土离子化合物分别为稀土离子氟化物、稀土离子氯化物；当卤化物玻璃为氟氧化物玻璃时，在玻璃组分中引入的稀土离子化合物为稀土离子氟化物或氧化物；当卤化物玻璃为氯氧化物玻璃时，在玻璃组分中引入的稀土离子化合物为稀土离子氯化物或氧化物。

本发明的有益效果是：

1. 直接在玻璃组分中加入“稳定剂”，操作简单，不需要改变玻璃制备条件，完全可以在现有的工艺条件下实现。

2. 有望实现利用Bi掺杂玻璃预制棒直接拉制成具有较好近红外发光性能的光纤，并且该方法能够与目前实际生产中广泛采用的光纤制备工艺非常好地兼容。

附图说明

图1为实施例1得到的两个玻璃的发光强度随热处理温度的变化规律图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。