1. 研究目的与意义（文献综述）

随着信息社会的发展,数据在人类社会中扮演着越来越重要的角色,人们对数据流量的渴求达到了前所未有的程度,高速率和大容量成为光纤通信系统的研究重点。研制超宽带光放大器是实现大容量光纤通信系统的关键, 目前,光纤制备技术的改进已经使光纤通讯窗口覆盖了1.2-1.7μm的近红外波段。然而由于稀土离子发光峰窄的本质特征,传统的稀土离子掺杂光纤放大器表现出两个突出问题：(1)有些波段处未有合适的光纤放大器；(2)利用一根光纤一个泵浦源还不能实现整个光通讯波段的光放大。如果用一个超宽带光纤放大器能够实现位于1.2～1.7μm波段的光信号的同时放大,这无疑将会给未来的数据传输系统带来一场新的革命。传统的稀土离子掺杂光纤放大器存在难以克服的缺陷,放大带宽比较窄,尽管研究人员做出了很大的努力,稀土离子掺杂光纤放大器放大带宽还是很难超过100 nm。

2001年,fujimoto在铋掺杂玻璃中观测到覆盖整个低损耗通讯窗口的超宽带近红外发光,这一发现使人们对铋掺杂玻璃引起广泛的兴趣。铋掺杂玻璃具有带宽宽,荧光寿命长等优点,一旦铋掺杂玻璃应用于光放大器用基质材料,能够只用一根光纤实现整个低损耗光通讯窗口的光信号放大。然而,目前对于铋离子宽带发光的机理尚不清楚,同时铋离子掺杂玻璃本身有一些问题需要克服,因此,需要从玻璃基质对铋离子宽带发光的影响出发,探讨铋离子宽带发光的机理,从而选取更加优异的基质材料,解决铋离子宽带发光面临的问题,进而实现性能更加优异的宽带发光。

铋离子是继过渡金属离子和稀土离子之后,发现的第三类近红外波段激活离子,在先进的光学通讯、医学和天文学等方面有极大的应用潜力.铋离子掺杂玻璃的近红外荧光性能与发光机理是近年来研究的热点之一。与稀土离子相比,铋元素在玻璃基质中具有1000—1600 nm的超宽带近红外发光,这一范围可以覆盖石英光纤的整个低损耗通信窗口,铋掺杂玻璃材料有望成为新一代超宽带光放大器材料。众多研究表明，铋掺杂玻璃近红外超宽带发光性质除了受铋离子价态外决定外，还强烈依赖于玻璃基质环境，同时玻璃基质对铋离子价态也会产生影响，而其近红外发光中心主要是正一价铋离子。

2. 研究的基本内容与方案

1.基本内容：

（1）查阅不少于15篇的参考文献（其中近5年英文文献不少于3篇）。

（2）完成不少于5000字的英文文献翻译。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－8周：按照设计方案，制备铋掺杂锗酸盐玻璃和掌握调节玻璃组成的方法。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] hong-tao sun, jiajia zhou, jianrong qiu. recent advances in bismuth activated photonic materials[j]. progress in materials science, 2014.

[2] e.m.dianov. fiber for fiber lasers: bismuth-doped optical fibers: advances in an active laser media[j]. laser focus world, 2015.

[3] b i denker, s v firstov, b i galagan, et al. geo₂ influence on the formation of near-infrared emitting centers in bi-doped multicomponent silicate glasses[j]. laser phys.,2014, 24, 115301.