Ante los problemas tradicionales del vidrio láser dopado con erbio en la banda C de comunicaciones ópticas (1530~1565 nm), tales como bajo ganancia y ancho de banda estrecho, este artículo utiliza un método de tres pasos que incluye fusión a alta temperatura - templado rápido - recocido para preparar vidrio láser de borosilicato de calcio (Er∶CBS) con una fracción atómica de iones Er³⁺ de 2.26% a 10.55%. Mediante técnicas de prueba como difracción de rayos X, espectroscopía Raman, espectroscopía de absorción ultravioleta/visible/infrarrojo cercano, y espectroscopía de fluorescencia estacionaria/transitoria, se investigaron las reglas de regulación del efecto de la concentración de dopaje de Er³⁺ sobre la microestructura del vidrio, las propiedades espectrales y el mecanismo de transición de niveles energéticos. Los resultados muestran que los vidrios Er∶CBS con 2.26% a 10.55% poseen estructura amorfa. La máxima energía de fonones para el vidrio 2.26% Er∶CBS fue 1067 cm⁻¹, mientras que para los vidrios de 4.44% a 10.55% Er∶CBS fue 816 cm⁻¹, ambas inferiores a las del vidrio fosfato (alrededor de 1200~1350 cm⁻¹). Con el aumento de la fracción atómica de Er³⁺ de 2.26% a 10.55%, la sección eficaz de emisión del vidrio Er∶CBS alrededor de 1535 nm aumentó de 4.44×10⁻²⁰ cm² a 6.32×10⁻²⁰ cm², el ancho a media altura (FWHM) aumentó de 50 nm a 70 nm, la banda de ganancia (σₑₘ·FWHM) pasó de 222×10⁻²⁰ cm²·nm a 442×10⁻²⁰ cm²·nm; aunque la vida de fluorescencia disminuyó de 1.17 ms a 0.62 ms, el factor de calidad óptica (σ_em·τ) se mantuvo entre (3.92~5.19)×10⁻²⁰ cm²·ms. Los resultados indican que el vidrio láser Er∶CBS con 2.26% a 10.55% tiene un cierto potencial de aplicación en la amplificación óptica de la banda C, con la perspectiva de proporcionar nuevos medios de ganancia para comunicaciones ópticas de alto rendimiento y radares láser.

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