上海光机所在超宽带通信用铋近红外发光材料研究中取得进展_近红外发光材料

上海光机所在超宽带通信用铋近红外发光材料研究中取得进展

2023/12/15 10:58:28 15361: 来源：上海光学精密机械研究所

摘要：随着云计算、物联网以及大数据业务的兴起和普及，全球网络数据流量呈指数增长，亟需提高现有通信网络光纤的数据传输能力。

　　【仪表网研发快讯】近日，中国科学院上海光学精密机械研究所胡丽丽研究员团队，提出了铋近红外发光中心在铋锗共掺硅基玻璃中的形成机理，并基于此在国内首次制备出掺铋高锗硅基光纤，实现了1680~1750 nm波段高增益系数放大。相关成果以“Broadband L+ near-Infrared luminescence in Bismuth/Germanium co-doped silica glass prepared by the Sol-Gel method”为题发表于Journal of Materials Chemistry C，并被选为封底文章。

　　随着云计算、物联网以及大数据业务的兴起和普及，全球网络数据流量呈指数增长，亟需提高现有通信网络光纤的数据传输能力。铋/锗共掺硅基玻璃和光纤作为一种新型增益放大介质，具有位于E+S波段(1350~1500 nm)以及L+波段(1600 ~1800 nm)的宽带宽近红外发光，对于拓宽通讯波段具有重要意义。然而，铋离子近红外发光的机理尚未明确，且国内亦无高锗铋共掺硅基光纤的报道，严重阻碍了铋/锗共掺杂硅基玻璃和光纤的发展及应用。

　　本研究采用溶胶-凝胶法制备了铋/锗共掺杂硅基玻璃，系统研究了锗、铋掺杂浓度对发光性能的影响。从微观结构层面，证实铋离子捕获锗氧空位缺陷(Ge-ODC)的电子，形成具有近红外发光特性的铋活性中心(BAC-Ge)，并富集于Ge-ODC周围发生能量传递。基于上述机理，通过调控Ge-ODC的含量，研制出可在1680~1750 nm波段实现高增益系数放大的铋锗共掺硅基光纤。填补了国内高锗铋共掺硅基光纤的空白，因其具有超宽带的增益放大性能，有望成为下一代通信传输光纤。

　　相关研究得到了国家重点研发计划(2020YFB1805902)的支持。