【摘 要】
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目前，全球通信业务疯长，数据量猛增，稀土离子掺杂光纤放大器所能提供的增益频谱范围已经不能满足实际需要，因而需要开发新型光放大器来扩宽带宽，提高传输容量。因此，本文结合目前宽
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目前，全球通信业务疯长，数据量猛增，稀土离子掺杂光纤放大器所能提供的增益频谱范围已经不能满足实际需要，因而需要开发新型光放大器来扩宽带宽，提高传输容量。因此，本文结合目前宽带光纤放大器的发展及研究趋势，针对改善稀土离子窄线宽发光及过渡金属离子发光效率低的问题，以声子能量低、稀土离子溶解度高的碲酸盐基质玻璃及微晶玻璃为基质材料，设计制备稀土、过渡金属离子单掺及共掺的近红外宽带发光增益材料，结合Tanabe-Sugano能级图以及Judd-Ofelt理论分析，采用DTA、XRD、吸收光谱及荧光光谱等表征手段，系统研究了热处理制度、掺杂离子种类及浓度对活性离子近红外发光性能的影响规律，为开发新型光放大器用增益材料提供理论依据和技术支撑。具体研究内容如下： 采用高温熔融冷却法和原位受控析晶法制备了Er3+、Tm3+单掺，Ni2+单掺及Ni2+/Er3+、Ni2+/Tm3+共掺的碲酸盐玻璃，通过析晶动力学分析，优化设计热处理制度，最终得到了均质透明、性能稳定的碲酸盐微晶玻璃，计算了热处理前后玻璃的Judd-Ofelt参数变化、谱线强度、自发辐射概率、荧光寿命、晶体场强度及荧光半高宽、峰值发射截面等数值，结果发现：热处理提高了掺杂离子周围的晶体场强度，增强了Er3+、Tm3+离子近红外发光效率和拓宽有效发光带宽，有利于提高Ni2+离子的近红外发光强度及发光波段范围，使得微晶玻璃具有更好的增益性能。Er3+/Ni2+、Tm3+/Ni2+离子共掺时，热处理后荧光半高宽（FWHM）与FWHM×σe（峰值波长的受激发射截面）之积均增加，且Ni2+离子的加入能在一定程度上增强Er3+、Tm3+离子近红外发光效率。Er3+/Ni2+离子共掺的TeO2-TiO2-La2O3玻璃热处理后，微晶玻璃的荧光半高宽为79nm，FWHM×σe之积为463.73×10-28cm3，是一种较理想的近红外光放大器用玻璃基质材料。
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