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稀土掺杂玻璃材料在激光、光通信和光显示等领域具有广泛的应用。近年来的研究表明，掺铒钛酸盐玻璃能够促进Er3+的发光，在近红外波段展现出宽带放大的应用潜力，同时在可见光范围内具有较强的荧光输出，但是利用传统的方法很难制备出钛酸盐玻璃，且该玻璃难以拉制成光纤。因此，通过在玻璃中引入传统玻璃形成体SiO2后，本文利用高温熔融淬火法制备钛硅酸钡(BaO-TiO2-SiO2-Al2O3,BTSA)玻璃，并研究BTSA玻璃的物理性能，组分变化对铒离子发光的影响以及掺铒和铒镱共掺BTSA玻璃的发光特性。
在BTSA玻璃的物理性能方面，利用X射线衍射技术、热分析技术、拉曼光谱和密度仪分析了样品的状态、热学性能、微观结构和密度。结果表明，样品的透明部分为非晶态玻璃，热学性能良好，玻璃转变温度均在700℃以上。微观结构主要以Si-O-Ti网络结构为主，玻璃的最大声子能量为~940cm-1。在所研究的样品中，玻璃的密度均大于3.6g/cm3。
基于不同钡钛比BTSA玻璃的吸收光谱，运用Judd-Ofelt理论和McCumber理论分析了材料的强度参数Ωt(t=2,4,6)和发射截面，并测试了不同组分掺铒玻璃的发光光谱和荧光寿命曲线。结果表明，铒离子上转换发光很弱，受激发射截面最大为7.6×10-21cm2。随着TiO2含量的减少，BTSA玻璃的共价性增强，近红外荧光半峰宽(FWHM)变窄，荧光寿命增加，FWHM最大为57nm。
在固定的玻璃组分下，研究了铒离子浓度变化和Er-Yb共掺BTSA玻璃的发光特性。结果表明，随着铒离子浓度的增加，近红外发光增强，FWHM出现先增加后降低再增加的现象，当铒离子浓度为1mol%时，FWHM最大为65nm，此浓度下Er3+的荧光寿命为3.711ms。得益于Yb3+在980nm波长处大的吸收截面及Er3+、Yb3+离子间的能量传递，铒离子的上转换发光得到极大增强，绿光强度提高17倍，铒离子的近红外FWHM和荧光寿命也得到提升。因此，铒镱共掺BTSA玻璃有望作为光纤放大器的基质材料，实现宽带放大。
在BTSA玻璃的物理性能方面，利用X射线衍射技术、热分析技术、拉曼光谱和密度仪分析了样品的状态、热学性能、微观结构和密度。结果表明，样品的透明部分为非晶态玻璃，热学性能良好，玻璃转变温度均在700℃以上。微观结构主要以Si-O-Ti网络结构为主，玻璃的最大声子能量为~940cm-1。在所研究的样品中，玻璃的密度均大于3.6g/cm3。
基于不同钡钛比BTSA玻璃的吸收光谱，运用Judd-Ofelt理论和McCumber理论分析了材料的强度参数Ωt(t=2,4,6)和发射截面，并测试了不同组分掺铒玻璃的发光光谱和荧光寿命曲线。结果表明，铒离子上转换发光很弱，受激发射截面最大为7.6×10-21cm2。随着TiO2含量的减少，BTSA玻璃的共价性增强，近红外荧光半峰宽(FWHM)变窄，荧光寿命增加，FWHM最大为57nm。
在固定的玻璃组分下，研究了铒离子浓度变化和Er-Yb共掺BTSA玻璃的发光特性。结果表明，随着铒离子浓度的增加，近红外发光增强，FWHM出现先增加后降低再增加的现象，当铒离子浓度为1mol%时，FWHM最大为65nm，此浓度下Er3+的荧光寿命为3.711ms。得益于Yb3+在980nm波长处大的吸收截面及Er3+、Yb3+离子间的能量传递，铒离子的上转换发光得到极大增强，绿光强度提高17倍，铒离子的近红外FWHM和荧光寿命也得到提升。因此，铒镱共掺BTSA玻璃有望作为光纤放大器的基质材料，实现宽带放大。