PbS掺杂量子点玻璃的超宽带红外发光和光放大

摘要

由于光纤在信息传输中的主导地位，光纤放大器一直以来都是人们研究的热点。从稀土离子掺杂光纤放大器到拉曼光纤放大器，人们在一步一步的探索着。如果能找到一种结构简单同时又能实现整个光通讯波段放大的光纤放大器，那将是光纤通讯领域的一场巨大革命。 近来，PbS掺杂量子点玻璃因其红外可调谐发光性能，引起了大家广泛的关注，有望成为新型超宽带光纤放大器用材料。着眼于此，本文概述了光通讯，光纤放大器以及量子点玻璃的研究历史及进展，提出了利用量子点玻璃实现光放大的设想，并进行了相关的实验。 用熔融法制备了三个体系的量子点玻璃：PbS掺杂量子点玻璃，PbS与Yb<,2>O<,3>共掺量子点玻璃和PbS与Bi<,2>O<,3>共掺量子点玻璃，并通过热处理得到了PbS量子点。 研究了PbS掺杂量子点玻璃的光谱性能。未经热处理的三个体系的量子点玻璃在980nm激光激发下皆不发光，热处理后，量子点玻璃在980nm激光激发下发光。随着热处理温度的升高和热处理时间的延长，玻璃的吸收峰和发射峰发生红移。 研究了三个体系量子点玻璃的光放大现象。在980nm激光激发下，首次用PbS与Yb<,2>O<,3>共掺量子点玻璃和PbS与Bi<,2>O<,3>共掺量子点玻璃得到了光放大，并且光学增益随着甭浦功率的增强而变大。PbS与Yb<,2>O<,3>共掺量子点玻璃和PbS与Bi<,2>O<,3>共掺量子点玻璃热处理后在980nm激光激发下的光学增益都比单掺PbS时所得光学增益要强。

目录

文摘

英文文摘

引言

第一章绪论

1.1光纤通讯发展历程

1.2光通讯窗口

1.3光纤放大器的发展应用

1.3.1稀土离子掺杂光纤放大器

1.3.2光纤拉曼放大器

1.4超宽带光放大用新型发光材料

1.4.1 ns2npl电子构型的金属离子(原子)发光中心的宽带发光

1.4.2过渡金属离子掺杂透明微晶玻璃的红外宽带发光

1.5半导体量子点

1.5.1量子点研究的发展

1.5.2量子点的量子效应

1.5.3半导体量子点材料及其制备方法

1.5.4半导体量子点的红外宽带发光

1.5.5半导体量子点材料的应用

第二章实验部分

2.1原料

2.2样品制备

2.3性能表征

2.3.1玻璃的吸收光谱

2.3.2近红外发射光谱

2.3.3Raman光谱

2.3.4透射电镜(TEM,Transmittance Electron Microscopy)

2.3.5高分辨透射电镜(HRTEM，High Resolution TEM)

第三章Si02-B203-K20-BaO-SrO-PbS系统玻璃的光谱性能及光放大研究

3.1实验

3.2实验结果与讨论

3.2.1 PbS掺杂量子点玻璃的光谱性能

3.2.2 PbS掺杂量子点玻璃的光放大

3.3本章小结

第四章SiO2-B2O3-K2O-BaO-SrO-PbS-Yb2O3系统玻璃的光谱性能及光放大研究

4.1引言

4.2实验

4.3实验结果与讨论

4.3.1 PbS与Yb2O3共掺掺量子点玻璃的光谱性能

3.3.1PbS与Yb2O3共掺量子点玻璃的光放大

4.4本章小结

第五章SiO2-B2O3-K2CO3-BaO-SrO-PbS-Bi2O3系统玻璃的光谱性能及光放大的研究

5.1引言

5.2实验

5.3实验结果与讨论

5.3.1透射电镜(TEM,HRTEM)

5.3.2 PbS与Bi2O3共掺量子点玻璃的光谱性能

5.3.3PbS与Bi2O3共掺掺量子点玻璃的光放大

5.4本章小结

总结

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文