[发明专利]一种近红外波段全覆盖稀土掺杂多层发光玻璃及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种近红外波段全覆盖稀土掺杂多层发光玻璃，一种近红外波段全覆盖稀土掺杂多层发光玻璃，其特征在于，所述多层发光玻璃包括以下两层发光玻璃层；其中，第一发光玻璃层的原料中，包含功能成分A：所述的功能成分A包含YbF₃、TmF₃、HoF₃和ErF₃；第二发光玻璃层的原料中，包含NdF₃。本发明还公开了所述的玻璃的制备方法和应用。本发型所述的多层发光玻璃波段覆盖范围宽、发光强度大。本发明还提供了该多层发光玻璃的制备方法以及其作为光纤在光纤通信器件如光纤放大器中的应用。使用该多层发光玻璃可在同一器件中实现近红外全波段的发光，为近红外器件小型化提供基础。

技术领域

本发明涉及近红外发光玻璃技术领域，具体涉及一种近红外波段全覆盖稀土掺杂多层发光玻璃及其制备方法。

背景技术

稀土掺杂玻璃被广泛应用在光纤放大器，现阶段主要研究的是稀土掺杂的单层发光玻璃，但是单层发光玻璃的发光波段有限。单层玻璃出光波段窄且不连续，这种覆盖范围窄的缺点限制了其应用。

光纤放大器的增益带宽直接决定着信道的数目，带宽越大信道数目也就越多，信息传输的能量和速度也就越快。目前大多数光纤放大器工作窗口只能覆盖C波段(1530nm～1565nm)和L波段(1565nm～1625nm)。随着光纤制造工艺的提高，信号传输用的光纤在1200～1700nm区域成为低损耗窗口，在此基础上增加近红外波段成为了研究的热点。

由于现有的稀土发光玻璃存在发光波段单一不连续的缺点，为了实现近红外波段的全覆盖，目前通常是将多个器件进行协同工作，所需器件多，占用空间大，不利于近红外器件的小型化。因此，亟待开发一种能够实现近红外波段全覆盖的发光玻璃，为近红外器件的小型化提供基础。

发明内容

针对以上背景技术中提到的不足和缺陷，本发明的第一目的在于，提供一种波段覆盖范围宽、发光强度大的近红外波段全覆盖稀土掺杂多层发光玻璃(本发明也简称为玻璃)，旨在提供一种可在同一器件中实现近红外全波段的发光，为近红外器件的小型化提供了基础。

本发明第二目的在于，提供所述的玻璃的制备方法。

本方第三目的在于，提供所述的玻璃的应用，例如在光纤通信器件中的应用。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种近红外波段全覆盖稀土掺杂多层发光玻璃，其特征在于，所述多层发光玻璃包括以下两层发光玻璃层；

其中，第一发光玻璃层的原料中，包含功能成分A：

所述的功能成分A包含YbF₃、TmF₃、HoF₃和ErF₃；

第二发光玻璃层的原料中，包含NdF₃。

本发明独创性地提供了一种具有多层结构的发光玻璃，且限定了各层成分，其中的第一发光玻璃层所含稀土元素包括Yb、Tm、Ho和Er，第二发光玻璃层所含稀土元素为Nd。通过各层稀土元素的协同以及各玻璃层间的协同配合，可明显提升整体玻璃的波段覆盖范围、提升发光强度。

本发明将Nd与Yb、Tm、Ho、Er分别添加在两层不同的发光玻璃层中，充分发挥了不同发光玻璃层以及同一发光玻璃层中各稀土元素之间的协同作用，实现了近红外波段发光的全覆盖。并且，本发明采用多层发光玻璃，多层发光玻璃分别掺杂所述的稀土元素，避免了由于稀土离子过多而造成发光猝灭的问题，减少了多离子之间的弛豫过程，实现了对发光强度的有效调节。