掺铒碲钨酸盐玻璃及其平面波导

无机材料学报

掺铒碲钨酸盐玻璃及其平面波导

赵士龙; 陈宝玉; 胡丽丽

国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800

收稿日期:2004-06-28 修回日期:2004-08-25 出版日期:2005-07-20 网络出版日期:2005-07-20

Er³⁺-doped Tungsten-Tellurite Glass and Planar Waveguide

ZHAO Shi-Long; CHEN Bao-Yu; HU Li-Li

Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics; Chinese Academy of Sciences; Shanghai 201800; China

Received:2004-06-28 Revised:2004-08-25 Published:2005-07-20 Online:2005-07-20

摘要/Abstract

摘要： 研制了一种用于宽带波导放大器的掺铒碲钨酸盐激光玻璃材料,对玻璃热稳定性、光谱性质进行了表征,并在其上采用离子交换法制作了平面光波导.掺铒碲钨酸盐玻璃的转变温度T_g和析晶开始温度T_x分别为377.1和488.5℃;荧光半高宽为52nm;应用McCumber理论,计算得出Er³⁺离子⁴I_13/2→⁴I_15/2跃迁在峰值波长1532nm的受激发射截面为0.91×10^-20cm². 不同条件下制作了在632.8nm处多模的平面光波导,通过拟合得到Ag⁺离子在300℃的有效扩散系数D_e为2.82×10^-16μm²,活化能Q为149.7kJ/mol.研究结果表明掺铒碲钨酸盐玻璃具有较好的热稳定性、优良的光谱性能和离子交换性能,有望成为宽带放大的集成光学材料.

关键词: 碲钨酸盐玻璃, 铒离子, 离子交换, 平面波导

Abstract: Er³⁺-doped tungsten-tellurite glass for broadband waveguide amplifier application was fabricated and characterized by the thermal stability, spectroscopic properties and ion exchange property. The
glass transition temperature T_g and crystallization onset temperature T_x are 377.1 and 488.5℃, respectively. The fluorescence spectrum indicates that the fluorescence width
at half maximum (FWHM) is 52nm. Calculated by McCumber theory the peak stimulated emission cross section of Er³⁺ from the upper level ⁴I_13/2 to the ground level ⁴I_15/2 is 0.91×10^-20cm².
Multi modes at 632.8nm were detected in Er³+-doped tungsten-tellurite glass, and the fitting effective diffusion coefficient D_e of Ag⁺ ion at 300℃ and the activation energy Q were calculated to be 2.82×10^-16μm² and 149.7kJ/mol, respectively. The results show that Er³⁺ doped tungsten-tellurite glass is a prospective candidate for broadband integrated optical
amplifier materials.

Key words: tungsten-tellurite glass, Er3+ ions, ion exchange, planar waveguide

中图分类号:

TN25

赵士龙,陈宝玉,胡丽丽. 掺铒碲钨酸盐玻璃及其平面波导[J]. 无机材料学报.

ZHAO Shi-Long,CHEN Bao-Yu,HU Li-Li. Er³⁺-doped Tungsten-Tellurite Glass and Planar Waveguide[J]. Journal of Inorganic Materials.

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