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近年来,互联网及其他数据传输业务的飞速发展,使光通信传输容量和传输速率不断增加,从而对光纤可利用的带宽提出了新的要求。掺铒石英光纤放大器由于带宽的限制(~35 nm)已不能满足高速大容量通讯传输的发展要求。因此,为了获得带宽宽,增益平坦的光纤放大器,寻找新型光纤放大器的增益介质已成为当务之急。拉曼光纤放大器因其特有的在线、宽带、低噪声等特点而越来越被人们关注,是一种非常适合下一代超大容量、超长距离WDM(Wavelength Division Multiplexing system)系统的光纤放大器。
首先,本论文选取玻璃形成范围较大的TeO2-ZnO-Na2O碲酸盐玻璃系统,研究了TeO2-ZnO-Na2O-Nb2O5-WO3及TeO2-ZnO-Na2O-Nb2O5-MoO3玻璃系统的抗析晶热稳定性和物性,讨论了重金属氧化物掺杂对玻璃抗析晶热稳定性和物性的影响,研究结果表明,重金属氧化物的掺杂较大程度的提高了碲酸盐玻璃的抗析晶热稳定性。
其次,研究了掺杂不同重金属氧化物对碲酸盐玻璃结构和拉曼光谱性能的影响,并且通过研究碲酸盐玻璃的拉曼光谱,对碲酸盐玻璃的结构进行了分析。研究结果表明重金属氧化物掺杂使碲酸盐玻璃在高频移区800 cm-1~1100 cm-1附近出现特征拉曼谱带,导致拉曼光谱中高频移区从550 cm-1延伸扩展到1150 cm-1,从而有效地拓宽了碲酸盐玻璃的拉曼带宽,钨铌碲酸盐玻璃最大拉曼光谱半高宽可达375cm-1。
因此,本文通过引入重金属氧化物,使玻璃中多种振动能级融合成更宽的能带结构,获得了更大的拉曼增益带宽,同时形成的多组分碲酸盐玻璃也大幅度提高玻璃的抗析晶稳定性,扩大光纤拉制时的操作温度范围,为进一步研究碲酸盐玻璃基拉曼光放大器的性能及实用化提供更多的科学依据和参考。