用于中红外光纤激光器的高Pr3+掺杂硒化物硫系玻璃和光纤制备及其光谱特性

为了研发用于3～5μm波段光纤激光器的增益介质,制备了重量百分比为0～0.4％不同浓度Pr3+离子掺杂的Ge12As20.8Ga4Se63.2硒化物硫系玻璃.通过多级棒管法,重量百分比为0.2％的Pr3+离子掺杂玻璃被成功拉制成阶跃型双包层光纤,损耗最低为2.95 dB/m(位于6.58μm处).采用电子探针显微分析(EPMA)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)、场发射透射电子显微镜(FE-TEM)、透射光谱和中红外荧光光谱分析了玻璃中Pr3+离子的分散性、杂质含量以及Pr3+离子引入引起的热、光学性质变化.通过玻璃的吸收和发射光谱并结合Judd-Ofelt理论,计算了Judd-Ofelt强度参数、辐射跃迁几率、荧光寿命、荧光分支比和受激发射截面.这种硒化硫系玻璃具有较高的Pr3+离子溶解度和中红外发光特性、良好的热稳定性和成纤性能,表明其具有作为中红外激光工作介质的潜力.