희토류 도핑 레이저 유리는 광섬유 레이저의 핵심 작업 매체이며, 레이저 유리의 광학 스펙트럼 특성을 정량적으로 계산하고 예측하는 방법은 고성능 레이저 유리 개발을 가속화하는 도전 과제 중 하나입니다. 본 논문은 디튬(Tm³⁺) 이중 게르마네이트 레이저 유리를 예로 들어, 상도에서의 "일치 융합 화합물"을 유리의 조성/구조 "기본 단위"로 간주하여, Tm³⁺ 도핑 기본 유리의 물리적 및 스펙트럼 특성 실험값을 기반으로 레버 규칙을 이용해 게르마네이트 레이저 유리의 밀도, 굴절률, 유효 선폭, 흡수/방출 단면, 복사수명, 이득 대역폭 등의 특성을 계산 및 예측하였습니다. 결과는 물리적 특성과 스펙트럼 특성의 예측값이 실험값과 높은 일치도를 보였으며, 예측 오차의 절대값은 각각 4.61% 및 9.66% 미만이었습니다. 또한 이 방법은 조성 변화에 따른 Tm³⁺ 도핑 게르마네이트 유리의 물리적 및 스펙트럼 특성 변화 경향, 선형 법칙 및 "게르마늄 이상 현상"을 정확히 예측할 수 있어, 레이저 유리의 조성⁃구조⁃특성 내적 관계 해석에 도움이 됩니다. 본 연구는 레이저 유리의 특성 예측 및 조성 설계에 지침을 제공할 것으로 기대됩니다.

레이저 유리; 스펙트럼 특성; 정량 예측; 상도 모델