高純度無水希土類イオン含有ガラスファイバープリフォームの作製

高纯无水含稀土离子玻璃纤维预制棒的制备

• 批准号: 08455349
• 负责人: 武部 博倫
• 金额: $ 4.93万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 1997
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08455349/
• 关键词: 希土類イオン; ガリウム酸塩ガラス; 調製法; 脱水; 吸収; 発光

PbO-Bi_2O_3-Ga_2O_3(PBG)ガラスを調製するために,酸化物原料粉末を所定のモル比に配合し,800〜1000℃空気中で溶解した場合多量のOH基がガラス中に残存する。PBGガラスの調製プロセスにおいて(1)原料粉末の付着水除去,(2)フッ化物添加による原料中の構造水除去及び(3)乾燥雰囲気での溶解による水分混入の防止について検討した。xPbF_2・(40-x)PbO・40Bi_2O_3・20Ga_2O_3(モル比)を基本組成としPbF_2を10〜20mol%添加したバッチについて,500℃で2時間以上保持することで付着水を除去し,約500ppmのOHを含む乾燥O_2雰囲気で溶解することで,PBGガラス中のOH量を数十ppmまで低減することができた。PbF_2+H_2O→PbO+2HF↑の反応によりガラス融体中の水分がHFの形で揮発・除去され,乾燥O_2中での溶解により雰囲気からの水分の混入を防ぐことができたものと考えられる。Pr^<3+>またはYb^<3+>/Pr^<3+>を含有する脱水PBGガラスを調製し,吸光及び発光特性を評価した。Judd-Ofelt解析及び蛍光寿命の測定により,調製したPr^<3+>含有PBGガラスが1.3μm帯光通信ファイバー増幅器のために重要な遷移Pr^<3+>:^1G_4→^3H_4において,量子効率32%を有することがわかった。この値は原料Sを精製して調製した高純度Ge-Ga-Sガラスの50%に比べて小さいものの,現在標準として報告されているZrF_4系ガラス(ZBLAN)の4%よりも高く,PBGガラスが酸化物ガラスの長所(化学的安定,製造時の低コスト)を兼ね備えた新しいレーザーホストである可能性を示した。さらにYb^<3+>/Pr^<3+>共含有PBGガラスにおけるYb^<3+>→Pr^<3+>のエネルギー遷移過程を明らかにし,PBGガラスがYb^<3+>/Pr^<3+>共含有ZBLANガラスと同等の特性を持つことを示した。

PbO Bi_2O_3 - Ga_2O_3 (PBG) ガ ラ ス を modulation す る た め に, acidification を raw material powder by の モ ル than に cooperate し, 800 ~ 1000 ℃ in the empty 気 で dissolved し た occasions の OH base abundant が ガ ラ ス に remaining す る. PBG ガ ラ ス の modulation プ ロ セ ス に お い て (1) raw material powder の pay with water to remove, (2) フ ッ compound added に よ る の formation in the raw water to remove and び (3) drying 雰 囲 気 で の dissolved に よ る water mixed with の prevent に つ い て beg し 検 た. XPbF_2 (40 - x), 40 bi_2o_3 PbO · · 20 ga_2o_3 (モ ル than) を basic composition と し PbF_2 を 10 to 20 mol % add し た バ ッ チ に つ い て, 500 ℃ で above 2 time keep す る こ と を で pay water to remove し, contains about 500 PPM の OH を む dry O_2 雰 囲 Dissolve 気 で す る こ と で, PBG ガ ラ ス を の OH content in tens of PPM ま low で す reduction る こ と が で き た. PbF_2 + H_2O - PbO + 2 HF write の anti 応 に よ り ガ ラ ス の melting body moisture が HF の form で swing 発, remove さ れ, dry O_2 で の dissolved に よ り 雰 囲 気 か ら の を ぐ prevention were mixed with water の こ と が で き た も の と exam え ら れ る. Pr ^ < 3 + > ま た は Yb ^ < 3 + > / Pr ^ < 3 + > を contains す る dehydration PBG ガ ラ ス を modulation し, absorption and び 発 light feature を review 価 し た. Judd - Ofelt parsing and び 蛍 light life の determination に よ り, modulation し た Pr ^ < 3 + > contains PBG ガ ラ ス が 1.3 mu m 帯 optical communication フ ァ イ バ ー raised image editor の た め に important な migration Pr ^ < 3 + > : 1 g_4 ^ - ^ 3 h_4 に お い て, quantum sharper rate 32% を す る こ と が わ か っ た. こ の material with numerical は S を し て modulation し た high purity Ge - Ga - S ガ ラ ス の 50% に べ て small さ い も の の, now standard と し て report さ れ て い る ZrF_4 department ガ ラ ス (ZBLAN) の 4% よ り も high く, PBG ガ ラ ス が acidification content ガ ラ ス の long the craft の (chemical stability, low コ ス ト) を and ね え Youdaoplaceholder0 new た レ レ ザ ザ ホストである ホストである possibility を indicates た た. さ ら に Yb ^ < 3 + > / Pr ^ < 3 + > total contains PBG ガ ラ ス に お け る Yb ^ < 3 + > - > Pr ^ < 3 + > の エ ネ ル ギ ー migration process を Ming ら か に し, PBG ガ ラ ス が Yb ^ < 3 + > / Pr ^ < 3 + > total contains ZBLAN ガ ラ ス と equal の features を hold つ こ と を shown し た.

项目成果

H.Takebe,K.Yoshino,T.Murata,K.Morinaga,J.Hector,W.S.Brocklesby,D.W.Hewak,J.Wang,D.N.Payne: "Spectroscopic Properties of Nd^<3+> and Pr^<3+> in Gallate Glasses with Low-Phonon Energies" Applied Optics. (発表予定). (1997)

H. Takebe、K. Yoshino、T. Murata、K. Morinaga、J. Hector、W. S. Brocklesby、D. W. Hewak、J. Wang、D. N. Payne：“Nd^<3+> 和 Pr^<3+> 的光谱性质在“具有低声子能量的没食子玻璃”应用光学中。（待公布）。（1997）

H.Takebe,K.Yoshino,K.Abe,K.Morinaga: "Optical Properties of Rare-Earth Ion Doped Glasses with Low-Phonon Energies" Proceeding of the 6th Tohwa University International Symposium on Frontier Nanostructured Ceramics. 391-396 (1996)

H.Takebe、K.Yoshino、K.Abe、K.Morinaga：“低声子能量稀土离子掺杂玻璃的光学性质”第六届东和大学前沿纳米结构陶瓷国际研讨会论文集。

K.Abe,H.Takebe,K.Morinaga: "Preparation and Properties of Ge-Ga-S Glasses for Laser Hosts" Journal of Non-Crystalline Solids. (発表予定). (1997)

K.Abe、H.Takebe、K.Morinaga：“用于激光主体的 Ge-Ga-S 玻璃的制备和性能”非晶固体杂志（即将出版）。