锗酸盐光纤 Germanate fibers

2022-11-21 14:08:26 浏览:247

定义

基于锗酸盐玻璃的光纤。

锗酸盐光纤是基于锗酸盐玻璃的光纤,即含有氧化锗(GeO2 )的玻璃)作为主要组成部分。 它们不应与锗硅酸盐纤维混淆,通常(但并非总是)只有一小部分熔融石英被锗取代,以在一定程度上提高折射率。 相比之下,锗酸盐纤维通常不含大量的二氧化硅。

在化学上,日耳曼尼亚类似于二氧化硅;请注意,锗只是化学元素周期系统中仅次于硅的下一个IV族元素,两者都是氧化物。 由于锗比硅重,Ge-O键的振动频率相应较低,这就是红外光谱区域透射时间大大延长的原因。 对于大约 3 μm 甚至 4 μm 的波长,可以实现良好的透射率。 这使得锗酸盐纤维适用于例如从Er:YAG激光器发射2.9μm辐射。 然而,振动频率仍然大大大于某些氟化物玻璃、亚碲酸盐玻璃和硫族化物玻璃。 此外,羟基含量(特别是约2.4μm至3.6μm)会大大降低红外透射率 - 这是氧化物玻璃的常见问题 - 因此,如果需要最佳的红外透射率,则需要通过合适的制造技术将其最小化。 例如,可以制造OH相当低的氟锗酸盐玻璃−中红外光纤的内容。

为了制造光纤,通常通过在锗酸盐玻璃中掺杂铅和/或其他较重的化学成分来实现折射率略有增加的光纤芯。 单模和多模光纤都可以以这种方式制造。 此外,光纤芯可以掺杂激光活性离子 - 例如Tm3+用于实现波长约为 1.7–2.1 μm 的光纤放大器和激光器。

由于锗酸盐(属于“软玻璃”)的玻璃化转变温度低,也可以采用挤出方法来生产带有气孔的光子晶体纤维。 这样,就可以获得相当小的有效模面积,而无需大量铅掺杂。 结合锗酸盐玻璃的高非线性指数,这会导致强烈的非线性效应,例如超连续体生成或拉曼散射。

参考文献

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