稀土掺杂Ga-Sb-S玻璃的中红外发光研究(2)
1.3 μm光纤放大器进行了大量的研究的基础上，于1994 年首次拉制出了Pr3+离子掺杂 As-S 玻璃光纤，这是最早被拉制出的以硫系玻璃为基质玻璃的掺镨光纤放大器的玻璃光纤，它的损耗较低，具有较高的量子效率。1995 年，J. Heo 报道了稀土离子Dy3+掺杂As2S3玻璃的光谱研究情况[8]，首次观察到了 Dy3+有2.98μm和 4.3μm 的两个发光，这两个发光分别对应的能级跃迁为4H13/2→4H15/2，6H11/2→6H13/2。但是，As-S 基硫系玻璃的稀土固溶能力很差，而且玻璃化转变温度也不高，约为200℃，所以慢慢地人们都把研究方向转向了其它硫系玻璃。1.2.2 Ge-Ga-S 基硫系玻璃在Ge-Ga-S 基硫系玻璃成为研究方向之前，人们对Ge-S基硫系玻璃进行了大量研究。Ge-S 基硫系玻璃在第一个玻璃形成区的稀土固溶能力很低，在第二个玻璃形成区由于 Ge-Ge 键的存在具有比第一成玻区明显强的稀土固溶能力[9]，但是由于光纤拉制温度和析晶开始的温度相差很小， 所以在拉制光纤的时候十分困难。在 Ge-S 基硫系玻璃中引入半金属 Ga 的 Ge-Ga-S 基硫系玻璃具有很好的稀土溶解能力，所以人们对于这个体系的稀土离子掺杂做了大量的研究[10]。早在1994 年就有人对稀土离子在 Ge25Ga5S70中的中红外发光进行了整理和归纳。在1996年，Shin 等人研究了 Tm3+在不同组分的 Ge-Ga-S玻璃中的发光情况[11]。研究发现，Ge-Ga-S基硫系玻璃具有较好的玻璃形成能力和热稳定性，而且具有较低的多声子弛豫几率。但是也明显存在和Ge-S 基硫系玻璃一样的困难。为了解决这个困难，人们开始尝试往基质玻璃中添加其它组分来改善玻璃的拉纤性能，其中明显有效的一个方案是加入As，As 可显著减弱光纤拉制过程中玻璃的析晶倾向，同时未对玻璃的发光产生显著影响。由于As 具有很强的毒性，不利于人的身体健康，所以这个基体虽然满足了性能方面的要求，并不能长期博得大家的关注。