[发明专利]一种Er/Yb/P共掺玻璃芯棒及其制备方法

说明书

本申请提供了一种基于纳米多孔技术的Er/Yb/P共掺玻璃芯棒的制备方法，所述方法包括：将纳米多孔玻璃棒浸入含有掺杂离子的溶液中，所述掺杂离子至少包括铒离子、镱离子、磷离子，其中，所述铒离子浓度为0.05～5mol/L，所述镱离子浓度为0.01～10mol/L,所述磷离子浓度为0.01～10mol/L，所述纳米多孔玻璃的孔径为1nm～500nm，所有纳米级孔的总体积占所述纳米多孔玻璃棒总体积的10％～60％；将浸泡后的所述纳米多孔玻璃棒进行干燥；将干燥后的所述纳米多孔玻璃棒经升温过程，在1000℃～1500℃温度下烧结成Er/Yb/P共掺玻璃芯棒。通过上述方法，可以实现铒离子的发光带宽向短波S波段进行拓展，同时抑制镱离子的自发辐射，拓展光传输频谱从而提升整个通信链路的信息传输容量。

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种Er/Yb/P共掺玻璃芯棒及其制备方法。

背景技术

信息交流与传递伴随着人类的发展有了越来越高的要求。从古代利用烽火狼烟产生的光信号来进行信息传递，到电话、电报，再到现在连接全球的因特网，通信技术经历了从低频到高频，从高频再到微波进而达到光频的演化过程。光纤通信技术的出现和发展是电信史上的一次重大变革。目前，世界上超过80％的信息都是通过光纤来传输的，而未来的通信技术更是建立在光纤通信技术上的。掺铒光纤放大器(Erbium Doped FiberAmplifier，EDFA)的研制成功，给光纤通信带来了革命性的改变。由于EDFA的工作窗口为1550nm，可覆盖到常规波段(Conventional band，C band)和长波段(Longer wavelengthband，L band)，且在该窗口下，光纤的损耗系数仅为0.2dB/km。同时，EDFA还具有接近噪声极限的良好噪声特性、极高的增益、对偏振不敏感、线性的饱和输出特性、温度稳定及良好的光纤系统接入性等特点，而被广泛的应用于光通信领域。随着近几年掺铒光纤放大器(EDFA)技术的发展和日益成熟，基本的C波段或者L波段容量的光信号放大已经不能满足人们的需求，所以如果可以设计出一种可以同时实现C+L波段(1460nm～1565nm)的宽带掺铒光纤放大器，甚至可以覆盖到短波段(Shorter wavelength band，S band),同时实现S+C+L波段(1460～1625nm)的超宽带掺铒光纤放大器将极大的提升光纤通信技术的信息容量，成为下一代高性能信息网络的强有力支撑。

目前商用的掺铒光纤放大器，其增益的3dB带宽大致在35～40nm范围内，如受限于传统改进型化学气相沉积(Modified Chemical Vapor Deposition，CVD)工艺制备掺铒光纤的局限性，无论是通过改变传统掺铒光纤的掺杂组分还是提高掺杂浓度都由于铒离子在石英玻璃中的发光特性，很难制备出符合宽带放大要求的宽带掺铒光纤。

如何实现掺铒光纤预制棒中铒离子的发光带宽向短波S波段进行拓展，同时抑制铒镱共掺的光纤预制棒中镱离子的自发辐射成为亟待解决的问题。

发明内容

为了解决掺铒光纤预制棒中铒离子的发光带宽向短波S波段进行拓展，同时抑制铒镱共掺的光纤预制棒中镱离子的自发辐射的问题，本发明实施例提供了一种Er/Yb/P共掺光纤预制棒及其制备方法，所述技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种基于纳米多孔技术的Er/Yb/P共掺光纤预制棒的制备方法，所述方法包括：将纳米多孔玻璃棒浸入含有掺杂离子的溶液中，所述掺杂离子至少包括铒离子、镱离子、磷离子，其中，所述铒离子浓度为0.05～5mol/L，所述镱离子浓度为0.01～10mol/L,所述磷离子浓度为0.01～10mol/L，所述纳米多孔玻璃的孔径为1nm～500nm，所有纳米级孔的总体积占所述纳米多孔玻璃棒总体积的10％～60％；将浸泡后的所述纳米多孔玻璃棒进行干燥；将干燥后的所述纳米多孔玻璃棒经升温过程，在1000℃～1500℃温度下烧结成密实透明的Er/Yb/P共掺玻璃芯棒。