第37卷第3期 光电工程V ol.37, No.3 2010年3月Opto-Electronic Engineering March, 2010 文章编号：1003-501X(2010)03-0099-06
975 nm脉冲激励下铋酸盐玻璃中
铒离子荧光的动态响应
周亚训，王大刚，陈芬，杨高波，戴世勋
( 宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波 315211 )
摘要：用高温熔融退火法制备了组分为Bi2O3-B2O3-SiO2掺铒铋酸盐玻璃，测试分析了铋酸盐玻璃中铒离子的光谱特性，着重研究了975 nm脉冲泵浦光激励下1.5 μm波段荧光的动态响应。研究表明，对应脉冲泵浦光上下边沿，铒离子荧光存在着一个上升和下降响应过程，响应速率取决于4I13/2能级Er3+离子荧光寿命。随着B2O3组分含量的提高，玻璃中OH基引起的能量传递导致Er3+离子荧光寿命相应减小，荧光响应随之相应加快。
关键词：铋酸盐玻璃；光谱性质；1.5 μm波段荧光；动态响应
中图分类号：TQ171 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1003-501X.2010.03.019 Transient Response of Er3+ Fluorescence in Bismuth-based
Glass under 975 nm-pulsed Excitation
ZHOU Ya-xun，WANG Da-gang，CHEN Fen，YANG Gao-bo，DAI Shi-xun ( College of Information Science and Engineering, Ningbo University, Ningbo 315211, Zhejiang Province, China )
Abstract: Er3+-doped bismuth-based glasses with the composition of Bi2O3-B2O3-Si2O were prepared by conventional high-temperature melting and annealing method. The 1.5 μm band spectroscopic properties of Er3+ were measured and analyzed, and the research focused on the transient response of 1.5 μm band fluorescence under the pulse excitation at 975 nm. The results show that there was a rise- and fall-response process of Er3+ fluorescence corresponding to the up and down-edge of 975 nm pulse, respectively, and the response rate is dependent on the lifetime of Er3+ at 4I13/2 level. With the increase of Bi2O3 component content, the lifetime of Er3+ decreases resulting from the energy transfer aroused by OH groups in the glass, and the response becomes faster accordingly.
Key words: bismuth-based glass; spectroscopic property; 1.5 μm band fluorescence; transient response
0 引 言
近年来，铋酸盐玻璃作为宽带掺铒光纤放大器的一类新型基质材料引起人们的极大关注[1-2]。研究揭示，铋酸盐玻璃具有优异的光谱特性，掺杂的稀土铒离子在光通信第三窗口1.5 μm波段处具有较传统石英玻璃大的受激发射截面和宽的荧光发射谱。基于掺铒铋酸盐玻璃作为增益介质的铋基掺铒光纤放大器(Bi-EDFA)已在150 cm光纤长度上实现了19 dB以上信号增益带宽达75 nm(1 535～1 610 nm)的宽带放大性能[3]，非常适合应用于当前波分复用(WDM)系统中，从而进一步提高通信容量。
在提高系统通信容量的同时，系统运行的稳定性是确保系统通信质量的关键要素。通常情况下，工作在连续泵浦和稳定信号输入功率下的掺铒光纤放大器具有恒定的信号增益。然而，现代光纤通信网络的动态运行机制，诸如基于光上下复用的通信技术，以及基于光分组交换的数据传输技术(传输信号被分割成许
收稿日期：2009-08-17；收到修改稿日期：2009-10-29
基金项目：浙江省自然科学基金(Y107070)；宁波大学王宽诚幸福基金资助项目
作者简介：周亚训(1965-)，男(汉族)，浙江宁波人。教授，博士，主要从事光纤通信、图像处理。E-mail: zhouyaxun@https://www.doczj.com/doc/4410243466.html,。