В ответ на проблемы традиционного эрбиевого лазерного стекла в оптическом диапазоне связи C (1530 ~ 1565 нм), такие как низкое усиление и узкая полоса пропускания, в данной работе использован трехэтапный метод: высокотемпературное плавление, закалка и отжиг, для подготовки боросиликатного кальция (Er: CBS) лазерного стекла с концентрацией ербия³⁺ от 2,26 до 10,55 ат.%. С помощью рентгеновской дифракции, рамановской спектроскопии, УФ/видимого/ближнего ИК-абсорбционного спектра, стационарной и временной люминесценции исследовано влияние концентрации ербия³⁺ на микроструктуру стекла, спектральные характеристики и механизмы энергетических переходов. Результаты показали, что стекла Er: CBS с концентрацией 2,26~10,55 ат.% имеют аморфную структуру. Максимальная энергия фононов для 2,26 ат.% Er: CBS составляет 1067 см⁻¹, для 4,44~10,55 ат.% Er: CBS – 816 см⁻¹, что ниже, чем у фосфатных стекол (около 1200~1350 см⁻¹). При увеличении концентрации ербия³⁺ с 2,26 до 10,55 ат.% площадь сечения испускания у стекла Er: CBS около 1535 нм увеличилась с 4,44×10⁻²⁰ см² до 6,32×10⁻²⁰ см², ширина по половине высоты (FWHM) увеличилась с 50 нм до 70 нм, полоса усиления (σ_эм·FWHM) – с 222×10⁻²⁰ см²·нм до 442×10⁻²⁰ см²·нм; несмотря на снижение времени флуоресценции с 1,17 мс до 0,62 мс, оптический качественный фактор (σ_эм·τ) оставался в диапазоне (3,92~5,19)×10⁻²⁰ см²·мс. Это указывает на то, что лазерное стекло Er: CBS с концентрацией 2,26~10,55 ат.% обладает потенциалом применения в усилении оптического сигнала в диапазоне C связи и может стать новым усилительным материалом для высокопроизводительной оптической связи и лидарных систем.

лазерное стекло; ион эрбия (Er³⁺); боросиликатное кальциевое стекло; сечение излучения; полоса усиления; время флуоресценции