[發明專利]一種提高鉍相關摻雜光纖發光效率和熒光壽命的方法

在審

• 申請號: 201910365061.0
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110156344A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 文建湘;陳麗君;王廷云;董艷華;龐拂飛;趙子文;陳振宜
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C03C25/002
• 分類號: C03C25/002;C03C25/6208;C03C25/6226;C03C25/6246
• 代理公司: 貴陽睿騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 谷慶紅

本發明屬于特種光纖技術領域，涉及利用輻照與高溫退火誘導鉍相關摻雜有源光纖發光效率提高的方法。該方法是針對鉍相關摻雜有源光纖進行輻照與高溫退火處理結合，該方法使得鉍相關摻雜有源光纖的發光效率以及熒光壽命增強。該方法所述的鉍相關摻雜有源光纖是指摻鉍光纖、鉍鉺共摻光纖、鉍鉺鐿共摻光纖和鉍鉺鑭共摻光纖，以及鉍鉛共摻雜石英光纖等，所述輻照包括鈷60伽馬輻照，紫外激光，準分子激光或飛秒激光等，輻照劑量為50?6000 Gy，劑量率為50?1000 Gy/h。該方法有利于提高鉍相關摻雜有源光纖的發光效率以及熒光壽命，作為不同波段的光纖激光器與光放大器的增益介質具有廣泛的應用價值。

技術領域

本發明涉及屬于特種光纖技術領域，更具體地，涉及一種提高鉍相關摻雜有源光纖熒光效率以及熒光壽命的方法。

背景技術

摻鉺石英光纖具有傳輸頻帶寬、損耗低、絕緣、抗電磁干擾性強、可繞性好等優點，因此被廣泛應用于通信系統以及軍事領域，但是摻鉺光纖的發展由于其帶寬窄而受限。而鉍元素是一種很好的發光材料，在高能物理領域中具有非常重大的作用，鉍相關摻雜有源光纖具有超寬的熒光帶寬，這是它在光通信系統應用中最突出的優勢。另外，摻鉍光纖在醫學、天文學、光纖傳感等領域也有很高的需求，如皮膚科和眼科所需要的黃色激光器。對于鉍相關共摻光纖可以為寬帶光纖放大器和激光器的研究帶來新的希望。在過去的幾十年里，主要集中研究鉍離子在可見光區的發光情況，包括Bi²⁺的橙紅色發光，Bi³⁺的藍光、綠光、紫外發光，以及紅光發射。現今，學者們對其發光特性的研究主要集中在近紅外光波段，因為近紅外光波段對于光通信發展有著非常重要的研究價值。目前在近紅外波段的鉍激光器和放大器已經有了大量的研究。另外一方面，目前的鉍相關共摻光纖雖然帶寬較大，但發光效率較低，制約了鉍相關的超寬帶光源、光纖放大器以及光纖激光器的發展。

在已經公開專利文獻中，已有申請公開號CN101545143提出了提高摻鈰釔鋁石榴石晶體發光效率的退火方法，利用石墨加熱消除碳相關缺陷。在已公開專利文獻中，已有申請號CN200910151679提出了對摻鉍鹵化物激光晶體進行退火以及輻照處理，但都存在一些問題：其方法強調的是對晶體的，對于光纖不適用，而本專利退火及輻照的對象為鉍相關摻雜有源光纖；退火及輻照提升熒光效率的想法僅是猜測，沒有提供實質性的提升對比結果；處理方法未涉及提高熒光壽命。且在已經公開專利文獻中，尚未查到利用輻照和高溫退火的方法提高鉍相關摻雜光纖發光效率以及熒光壽命的說明。

發明內容

本發明的技術方案是：一種提高鉍相關摻雜光纖發光效率和熒光壽命的方法，對鉍相關摻雜光纖進行輻照處理或高溫退火處理或兩者的結合。

所述鉍相關摻雜光纖是指摻鉍光纖、鉍鉺共摻光纖、鉍鉺鐿共摻光纖、鉍鉺鑭共摻光纖或鉍鉛共摻雜石英光纖。

所述輻照處理采用的輻照包括鈷60伽馬輻照、紫外激光、準分子激光或飛秒激光。

所述輻照處理的輻照劑量為50-6000 Gy，劑量率為50-1000 Gy/h。

所述高溫退火處理采用馬弗爐加熱、石墨爐加熱或激光加熱。

所述高溫退火處理的加熱溫度范圍為：100-1000 ℃，升溫速率為5-50 ℃/min。

本發明技術的原理：