上海光機所在超寬帶通信用鉍近紅外發(fā)光材料研究中取得進展
近日，中國科學院上海光學精密機械研究所胡麗麗研究員團隊，提出了鉍近紅外發(fā)光中心在鉍鍺共摻硅基玻璃中的形成機理，并基于此在國內首次制備出摻鉍高鍺硅基光纖，實現(xiàn)了1680~1750 nm波段高增益系數(shù)放大。相關成果以“Broadband L+ near-Infrared luminescence in Bismuth/Germanium co-doped silica glass prepared by the Sol-Gel method”為題發(fā)表于Journal of Materials Chemistry C，并被選為封底文章。 @P@?KZ..v!
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隨著云計算、物聯(lián)網以及大數(shù)據(jù)業(yè)務的興起和普及，全球網絡數(shù)據(jù)流量呈指數(shù)增長，亟需提高現(xiàn)有通信網絡光纖的數(shù)據(jù)傳輸能力。鉍/鍺共摻硅基玻璃和光纖作為一種新型增益放大介質，具有位于E+S波段（1350~1500 nm）以及L+波段（1600 ~1800 nm）的寬帶寬近紅外發(fā)光，對于拓寬通訊波段具有重要意義。然而，鉍離子近紅外發(fā)光的機理尚未明確，且國內亦無高鍺鉍共摻硅基光纖的報道，嚴重阻礙了鉍/鍺共摻雜硅基玻璃和光纖的發(fā)展及應用。 ` p#tx .o
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本研究采用溶膠-凝膠法制備了鉍/鍺共摻雜硅基玻璃，系統(tǒng)研究了鍺、鉍摻雜濃度對發(fā)光性能的影響。從微觀結構層面，證實鉍離子捕獲鍺氧空位缺陷（Ge-ODC）的電子，形成具有近紅外發(fā)光特性的鉍活性中心（BAC-Ge），并富集于Ge-ODC周圍發(fā)生能量傳遞�；谏鲜鰴C理，通過調控Ge-ODC的含量，研制出可在1680~1750 nm波段實現(xiàn)高增益系數(shù)放大的鉍鍺共摻硅基光纖。填補了國內高鍺鉍共摻硅基光纖的空白，因其具有超寬帶的增益放大性能，有望成為下一代通信傳輸光纖。 \8g'v@$wG
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圖1. (a-d)不同鍺和鉍含量樣品的熒光光譜；(e)50Ge樣品熒光高斯分峰結果；(f-g)在808nm激發(fā)下，BAC-Si和BAC-Ge占比。 T,r?% G{XE
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圖2.鉍/鍺共摻石英玻璃網絡示意圖 }20~5!
相關研究得到了國家重點研發(fā)計劃（2020YFB1805902）的支持。 xPCRT*Pd
相關鏈接：http://xlink.rsc.org/?DOI=D3TC03396A
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