Face aux problèmes de gain faible et de bande passante étroite du verre laser dopé à l’erbium traditionnel dans la bande C de communication optique (1 530~1 565 nm), cet article utilise une méthode en trois étapes : fusion à haute température - trempe - recuit, pour préparer un verre laser Er³⁺-dopé avec une fraction atomique de 2,26 % à 10,55 % de borosilicate de calcium (Er∶CBS). À travers des méthodes de test telles que la diffraction X, la spectroscopie Raman, l’absorption UV/visible/proche infrarouge, la fluorescence stationnaire/transitoire, la régulation de la concentration d’Er³⁺ sur la microstructure du verre, les performances spectrales et le mécanisme des transitions énergétiques ont été étudiés. Les résultats montrent que les verres Er∶CBS à 2,26 %~10,55 % présentent une structure amorphe. L’énergie maximale des phonons du verre Er∶CBS à 2,26 % est de 1 067 cm^-1, alors que pour les verres à 4,44 %~10,55 % elle est de 816 cm^-1, toutes deux inférieures au verre phosphate (environ 1 200~1 350 cm^-1). Avec l’augmentation de la fraction atomique d’Er³⁺ de 2,26 % à 10,55 %, la section efficace d’émission du verre Er∶CBS près de 1 535 nm passe de 4,44×10^-20 cm² à 6,32×10^-20 cm², la largeur à mi-hauteur de fluorescence (FWHM) de 50 nm à 70 nm, la bande de gain (σₑₘ·FWHM) de 222×10^-20 cm²·nm à 442×10^-20 cm²·nm ; bien que la durée de vie de la fluorescence ait diminué de 1,17 ms à 0,62 ms, le facteur de qualité optique (σ_em·τ) reste entre (3,92~5,19)×10^-20 cm²·ms. Les résultats indiquent que le verre laser Er∶CBS à 2,26 %~10,55 % possède un certain potentiel d’application dans le domaine de l’amplification optique en bande C, offrant un nouveau milieu amplificateur pour les communications optiques haute performance et les lidars.

verre laser; ion erbium (Er³⁺); verre borosilicate de calcium; section efficace d’émission; bande de gain; durée de vie de fluorescence