1.目的及意义

随着互联网和数字通讯技术的快速发展，超大容量信息传输和超快实时信息处理已经成为光纤通讯网络的发展趋势，然而，现有的基于铒掺杂光纤放大器(EDFA)的光纤通讯系统由于受到稀土离子4f-4f跃迁的限制，其增益带宽难以突破100nm，难以满足未来人们的需求。因此需要一种具有高效的、能够覆盖整个光通讯窗口的超宽带近红外发光材料，而Bi掺杂近红外发光玻璃就是这样的一种材料，其发射波长范围可以达1.0-1.7μm，完全覆盖整个光纤光通讯窗口。

光纤通信作为现代通信网的主要传输手段，虽然它的发展历史只有约20年，但已经历了3代：短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤。光纤通信与以往的电气通信相比，主要区别在于它有很多优点：传输频带宽、通信容量大；传输损耗低、中继距离长；线径细、重量轻，原料为石英，节省金属材料，有利于资源合理使用；绝缘、抗电磁干扰性能强；还具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火花、泄露小、保密性强等优点，可在特殊环境或军事上使用。光纤通信的迅速发展得益于光放大器技术的不断改进。而目前的光放大器技术主要有三类：掺稀土类光放大器（EDFA、PDFA、TDFA、EDWA等）、半导体光放大器、非线性效应光放大器。光放大器技术极大的推进了光纤通信的发展，它解决了衰减对光传输网络传输速率与距离的限制，并使超高速，超大容量，超长距离的波分，密集波分，全光传输，光弧子传输成为现实。主要应用为发射机后的功率放大，接收机的预放大和线路中的中续放大，用来补偿线路传输衰减，节点分配衰减，色散补偿，并降低非线性效应等。目前以及未来一段时间光放大器的主要选择是EDFA，它在骨干网和城域网/接入网中发挥着关键作用。但EDFA级联噪声大以及带宽受限，需要与DRA混合使用。

本次熔制的锗酸盐玻璃中之所以掺杂了低浓度的Bi，是因为Bi元素拥有的多种价态的荧光活性离子或者团簇，如Bi³ ，Bi² ,Bi⁰,Bi₅³ 等，这会使得Bi离子激活的材料显示出丰富的激活和发射特性，即当Bi以不同价态的离子或团簇存在时，相应材料可有效地实现紫外，可见，近红外甚至中红外区的多波段可调节宽带发光，并且激发光源的选择可灵活多变。氮化铝是本次试验中用到的还原剂，它在本次试验中不仅仅只做还原作用，还有保持样品中铝离子的平衡。

本次实验的主要研究目的是通过氮化铝对低Bi浓度掺杂的锗酸盐玻璃的发光性质的研究，深入的了解玻璃宽带发光的来源，总结其宽带发光的可调控规律。铋掺杂锗酸盐玻璃具有较好的近红外发光性能，良好的稳定性以及不错的机械性能，而且锗酸盐玻璃熔制温度更低，可以减少铋在玻璃熔制过程中的挥发，并且更加容易制备无气泡的均匀玻璃样品。希望通过本次实验，可以加深对铋掺杂玻璃的认识，更加科学的进行玻璃材料的设计，优化材料的制备工艺，更好的控制铋掺杂锗酸盐玻璃材料的近红外发光性能。

2. 研究的基本内容与方案

2.研究（设计）的基本内容、拟采用的技术方案及措施

1. 设计（论文）的基本内容:
   1.文献调研，了解国内外相关研究概况和发展趋势；

   2.以GeO₂、Al(OH)₃、H₃BO₃、AlN、CaCO₃和BiCl₃为原料，利用马弗炉制备Bi掺杂锗酸盐玻璃；

   3.通过调节AlN和BiCl₃的添加量获得具有超宽带近红外发光性能的玻璃样品；

   4.Bi掺杂锗酸盐玻璃进行物化性能与发光性能测试；

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