Ante los problemas del vidrio láser dopado con erbio tradicional en la banda C de comunicación óptica (1530 ~ 1565 nm), tales como bajo ganancia y banda ancha estrecha, esta tesis utiliza un método de tres pasos: fusión a alta temperatura, templado y recocido, para preparar vidrio láser de borosilicato de calcio (Er: CBS) dopado con Er³⁺ en concentraciones de 2.26 a 10.55 at.%. Mediante técnicas de prueba como difracción de rayos X, espectroscopía Raman, espectros de absorción UV/Visible/infrarrojo cercano y espectros de fluorescencia estable/transitoria, se investigó la regulación del efecto de la concentración de Er³⁺ en la microestructura del vidrio, sus características espectrales y el mecanismo de transición de niveles de energía. Los resultados indican que los vidrios Er: CBS con concentraciones entre 2.26 y 10.55 at.% poseen estructura amorfa. La energía máxima de fonones para 2.26 at.% Er: CBS es 1067 cm⁻¹, mientras que para 4.44 ~ 10.55 at.% Er: CBS es 816 cm⁻¹, ambas inferiores al vidrio fosfato (aproximadamente 1200 ~ 1350 cm⁻¹). Con el aumento de la concentración de Er³⁺ de 2.26 a 10.55 at.%, la sección eficaz de emisión del vidrio Er: CBS cerca de 1535 nm aumentó de 4.44 × 10⁻²⁰ cm² a 6.32 × 10⁻²⁰ cm², el ancho a media altura de fluorescencia (FWHM) aumentó de 50 nm a 70 nm, y el ancho de banda de ganancia (σ_em·FWHM) aumentó de 222 × 10⁻²⁰ cm²·nm a 442 × 10⁻²⁰ cm²·nm; aunque la vida útil de la fluorescencia disminuyó de 1.17 ms a 0.62 ms, el factor de calidad óptica (σ_em·τ) se mantuvo en el rango de (3.92 ~ 5.19) × 10⁻²⁰ cm²·ms. Esto indica que el vidrio láser Er: CBS con concentraciones de 2.26 a 10.55 at.% tiene cierto potencial para su aplicación en la amplificación óptica de la banda C de la comunicación óptica, y se espera que proporcione un nuevo medio de ganancia para comunicaciones ópticas y lidar de alto rendimiento.

vidrio láser; ion erbio (Er³⁺); vidrio de borosilicato de calcio; sección eficaz de emisión; ancho de banda de ganancia; vida útil de fluorescencia