[发明专利]光放大用的硼酸盐或硅铝酸盐玻璃组合物

说明书

本发明涉及玻璃组合物，它适用于使用光放大(具体是当波长在第三通信窗口，即接近1.5微米时)的WDM远程通信系统。更具体而言，本发明涉及一类硅酸盐玻璃，其中加入了至少一种第III族元素的氧化物，较好是氧化铝或氧化硼。

在光纤通信系统中，越来越多地需要具有平坦增益性能，尤其是在第三通信窗口(1525-1560nm)增益平坦的放大器材料。目前，在该波长范围内的最佳光学放大器材料之一由ZBLAN玻璃(ZrF₄-BaF₄-LaF₃-AlF₃-NaF)组成，其增益波动用“性能因素”FOM(FOM＝[(增益_最大-增益_最小)/增益_最小]×100％)来表征，在1.5微米的波长区域内，32nm带宽的FOM为10.6％，35nm带宽的FOM为18％。然而，ZBLAN玻璃昂贵，且要求特定的加工条件。

本发明寻求提供一类玻璃，它在第三通信窗口区域内具有的增益特性，其平坦度可以与ZBLAN相比拟或比它更好。

顺便提一下，FOM是在对于增益特征的固定部分，通常为30nm宽或32nm宽的部分计算的。如果选定的30nm或32nm部分不是在固定的波长值之间选择，而是从感兴趣的波带内(本文是1525-1560nm)FOM值最大的位置选择，则该FOM被定义为“浮动(的)”。

本发明提供一种玻璃组合物，它包含至少50摩尔％SiO₂和至少一种第III族的氧化物，较好是选自Al₂O₃和B₂O₃，其特征在于以下比例关系： R = X 2 O + YO A l 2 O 3 + B 2 O 3 A ≤ 1,3 , ]]>式中，X₂O表示组合物中所有碱金属氧化物的总和，YO表示组合物中选自碱土金属氧化物、ZnO和PbO的所有氧化物之总和。

已发现，本发明一个实施方案的玻璃组合物在1.5微米的波长区域内具有增益特性，其平坦度可与ZBLAN在相同带宽(约30nm)的平坦度相比拟或比它更好。

本发明的玻璃组合物在100重量份基体组合物之外，通常还掺杂有0.005-6重量份的铒。优选的是，这些玻璃组合物可共掺杂有Yb₂O₃，其用量多达基体组合物的12摩尔％。

优选的是，向基体组合物中加入诸如Y₂O₃和Gd₂O₃之类的氧化物，这有助于铒在基体中的分散。这些氧化物的加入量各自多达3摩尔％，总量多达5摩尔％。发现加入这类氧化物还能进一步改进增益平坦度。