1、光纖通信正在日益成為現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的主體。摻鉺光纖放大器(EDFA)是光纖通信網(wǎng)絡(luò)中的重要器件,而目前EDFA的研發(fā)關(guān)鍵在于增益介質(zhì)——摻鉺材料的發(fā)光性能的提高上。本論文致力于超寬帶光纖放大器的摻鉺材料的研究,選用新型的二氧化硅介孔分子篩SBA-15作為基質(zhì)材料,并首次在SBA-15中采用Er3+和Yb3+共同負(fù)載的模式,通過(guò)浸漬法把Er3+和Yb3+共同負(fù)載到SBA-15介孔分子篩上,以利用Yb3+提高泵浦光的吸收效率。我們?cè)谶@種Er3

2、+/Yb3+共同負(fù)載的SBA-15介孔分子篩中獲得了峰值熒光發(fā)射截面高達(dá)11.7×10-21cm2、半高帶寬達(dá)到45nm、等同帶寬達(dá)到66nm的結(jié)果。其中,相比于二氧化硅玻璃中8.1×10-21cm2的峰值熒光發(fā)射截面,Er3+/Yb3+共同負(fù)載的SBA-15介孔分子篩的峰值熒光發(fā)射截面要高大約30.8％。這說(shuō)明我們獲得了非常高效的熒光發(fā)射。并且,通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們獲得了該材料的吸收和熒光光譜、熒光輻射壽命、X射線(xiàn)衍射圖、高倍掃描電鏡圖SEM

3、、透射電子顯微鏡TEM等重要結(jié)果。 激發(fā)態(tài)的上轉(zhuǎn)換效應(yīng)是一個(gè)導(dǎo)致光放大器增益下降的重要原因。文章通過(guò)求解速率方程獲得泵浦撤出后激發(fā)態(tài)能級(jí)布居數(shù)的衰減過(guò)程,然后與實(shí)驗(yàn)所測(cè)的熒光衰減曲線(xiàn)相擬合,通過(guò)Matlab編程的方法模擬出新型的鉺鐿共摻二氧化硅介孔分子篩納米材料中的上轉(zhuǎn)換系數(shù)。在我們的實(shí)驗(yàn)中,盡管Er3+離子的濃度高達(dá)2.71×1020ions/cm3,但我們獲得的上轉(zhuǎn)換系數(shù)卻只有C=0.9-1.1×10-18cm3/S。通過(guò)比

4、較在各種基質(zhì)下Er3+的上轉(zhuǎn)換效應(yīng)優(yōu)劣,得出該材料具有較小的上轉(zhuǎn)換效應(yīng)的特點(diǎn)。并從材料結(jié)構(gòu)出發(fā)分析了其原因。 本文通過(guò)Judd-Ofelt理論對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的該材料的吸收和熒光數(shù)據(jù)分析,計(jì)算了實(shí)驗(yàn)振子強(qiáng)度,理論振子強(qiáng)度,J-O強(qiáng)度參數(shù),自發(fā)躍遷幾率、能級(jí)輻射壽命、熒光分支比、吸收和熒光發(fā)射躍遷截面等重要的反應(yīng)材料發(fā)光性能的光譜參量。 鑒于我們獲得的很高的峰值熒光發(fā)射截面和較好的等同帶寬,可以說(shuō)明二氧化硅介孔分子篩SBA-15