Er/Ce共掺铋硼酸盐玻璃的光谱性质研究(2)

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近几年网络信息将光子作为载体进行网络信息传递，告别了传统电子时间长、速度慢、电磁干扰妨碍等特点。由于光子作为载体的加入，使得网络信息的传载速度得以飞速的提升，但同时也存在需要在原本光路中加入电子再生装置对衰减的光信号进行补偿。而掺铒光纤放大器的加入使得传统网络传输光路加以变革，从原本的光-电-光传输到全光子传播，从此网络传输进入光子时代。然而现今正在使用的多为石英基质的掺铒光纤放大器，这种光纤放大器已经无法达到普遍人们日益提高的网络要求。所以对掺铒光纤放大器的研究刻不容缓。

本论文主要分为四个部分，第一个部分为文献综述和理论基础。第二个部分为实验的设计以及理论计算，第三个部分为对实验所得出的数据进行分析。第四个部分为对本实验的总结。

本文首先讨论了现代光学玻璃研究的必要性，然后总结了铋硼酸盐的研究意义以及先进的研究近况，再表明了掺铒光纤放大器的研究，以及铈离子掺杂的作用和理想效果。在第二部分中，对所设计的试验方案进行了实践，对实验数据进行了理论的计算说明，通过得出的计算结果退出结论，并且讨论了实验样品在经过检测后显示的一系列光学性能是否达到了设计实验时的理想效果。在本文的第三部分中，主要对样品制备得出的一些谱图进行了分析，并且得出一部分结论，了解不同价态铈离子对铒离子发光性能的影响。最后再对文中的结论进行概括性的总结。

2 文献综述

玻璃在日常生活中随处可见，无论是建筑用玻璃还是实验用的器皿玻璃，可以说玻璃和我们的日常生活息息相关。近年来，由于计算机以及网络的飞速发展，光学玻璃也逐渐开始进入人们的视野。这一类玻璃与传统玻璃不同，它们拥有着高度的透明性以及高度的稳定性，拥有一系列特定的精确参数以及特有的光学性能。当光学玻璃掺杂入不同的稀土离子时，玻璃所表征的发光波段也会有所不同。由于它们能够满足特定光学仪器或光学器件对不同波段发光的不同需求，表征出更好的光学效果，因此在光学领域引起了众多研究者的研究兴趣。

2.1 光通讯和光学玻璃

在我们说生活着的21世纪，光子通讯已经逐渐融入我们的生活之中，它成功的突破了原本电子通讯的弊端，营造了一种高速、高效、低阻碍的通讯网络，使得它在各种电子技术中被广泛应用，它不仅能作为传播介质传递信息，也能实现作为存储，处理信息的载体功能。而这一切都归功于光学材料的功能挖掘和应用。而光学功能玻璃便是比较常见的一类光子材料。

在很长一段时间，玻璃一直作为一种传递光的材料被人们沿用至今。然而通过科学家对玻璃的一系列研究，包括将玻璃和不同的化合物混合，加入其他元素等等，这都使得玻璃超越了传统玻璃的束缚，使得玻璃的发展跨进了一大步，同时也促成了最先的光学玻璃研究。然而，这一系列的研究无法使得玻璃摆脱本身作为传光介质的局限性。而对光学玻璃的研究起了重大的推进作用的无疑是激光的发明。1960年红宝石固体激光器由Maiman发明，从此玻璃进入到激光领域，超越了传统意义上的光学玻璃。所谓的激光，有受激发射而形成，它和普通的光源不同，拥有着极佳的亮度、相干性以及单色性。这里所说的激光，指的是将原本处于基态的原子外层电子激发到上能级，使得高能级的粒子数目高于处于基态的粒子数目，这样就能实现粒子数目的反转。而在受激的条件之下，处于上能级的粒子向下能级能够进行快速跃迁，从而形成了所谓的激光。激光的出现成功地解决了强光源的问题，它使得玻璃不再作为一个透明体来被动地进行光的传递，而是本身作为一种发光材料来完成激光的生成，对光学传输起到了巨大的推进作用。然而光通信技术的影响受到了光衰减，光源，中继等多种因素的制约，即使激光的产生解决了光源的问题，但是在光的传输过程中仍然会出现巨大的损耗，无法使之进入实用阶段。