خصائص الربح العالي لزجاج الليزر بوروسيليكات الكالسيوم المطعّم بالإربيوم في نطاق الاتصال الضوئي C

YAN Yuhui ,  

YANG Jie ,  

GUO Chunyan ,  

WU Min ,  

ZHAO Jianbin ,  

Gérard Aka ,  

Cheng WAN ,  

LIN Hui ,  

LUO Hui ,  

ZHEN Lihe ,  

摘要

في مواجهة مشاكل الزجاج الليزري المطعّم بالإربيوم التقليدي في نطاق الاتصال الضوئي C (1530 ~ 1565 نانومتر) مثل الربح المنخفض وعرض النطاق الترددي الضيق، اعتمدت هذه الأطروحة طريقة ثلاثية الخطوات تشمل التذويب العالي الحرارة، التبريد السريع، والتمهيد الحراري، لإعداد زجاج ليزري من بوروسيليكات الكالسيوم (Er: CBS) مطعّم بتركيز إربيوم³⁺ يتراوح بين 2.26 إلى 10.55 نسبة ذرية. ومن خلال تقنيات اختبار مثل حيود الأشعة السينية، طيف رامان، طيف الامتصاص فوق البنفسجي/المرئي/قريب الأشعة تحت الحمراء، وطيف الفلورسنت المستقر والمؤقت، تم دراسة تأثير تركيز الإربيوم³⁺ على البنية الدقيقة للزجاج، وأداء الطيف، وآلية انتقال المستويات الطاقية. النتائج أظهرت أن الزجاج Er: CBS بتركيز بين 2.26 إلى 10.55 نسبة ذرية يمتلك بنية غير متبلورة. تبلغ أقصى طاقة فونون لـ 2.26 نسبة ذرية Er: CBS حوالي 1067 سم⁻¹، بينما تكون لـ4.44 إلى 10.55 نسبة ذرية Er: CBS حوالي 816 سم⁻¹، وهي أقل من زجاج الفوسفات (~1200 ~ 1350 سم⁻¹). مع زيادة تركيز الإربيوم³⁺ من 2.26 إلى 10.55 نسبة ذرية، ارتفع مقطع الانبعاث للزجاج Er: CBS عند حوالي 1535 نانومتر من 4.44 × 10⁻²⁰ سم² إلى 6.32 × 10⁻²⁰ سم²، وتوسع عرض نصف عرض الفلورسنت (FWHM) من 50 نانومتر إلى 70 نانومتر، وزاد عرض نطاق الربح (σ_em·FWHM) من 222 × 10⁻²⁰ سم²·نانومتر إلى 442 × 10⁻²⁰ سم²·نانومتر؛ وعلى الرغم من انخفاض عمر الفلورسنت من 1.17 ميلي ثانية إلى 0.62 ميلي ثانية، بقي معامل جودة البصريات (σ_em·τ) ضمن (3.92 ~ 5.19) × 10⁻²⁰ سم²·ميلي ثانية. تشير النتائج إلى أن زجاج الليزر Er: CBS بتركيز بين 2.26 إلى 10.55 نسبة ذرية يمتلك إمكانيات تطبيقية في مجال تضخيم الضوء في نطاق الاتصال الضوئي C، ومن المتوقع أن يوفر وسط ربح جديد عالي الأداء للاتصالات الضوئية والليدار.

关键词

زجاج ليزري;أيون الإربيوم (Er³⁺);زجاج بوروسيليكات الكالسيوم;مقطع الانبعاث;عرض نطاق الربح;عمر الفلورسنت

阅读全文