Bi掺杂有源光纤制造中温度依赖性粘度的控制

华南理工大学的研究人员提出了一种新颖的温度依赖性粘度介导策略，能够抑制光纤拉丝过程中Bi掺杂剂的失活。

这项工作发表在《国际极限制造杂志》上，可以指导重掺杂铋活性光纤的开发，该光纤在下一代光放大器中展现出巨大的应用潜力。

双掺杂剂表现出多种化学状态，并且当本体在高温下拉制成纤维时会转变为失活状态，这限制了高性能双活性纤维的发展。

“从热力学的角度来看，Bi掺杂剂的失活在光纤拉丝过程中是无法避免的，因为Bi活性中心在这样的温度下不是热力学稳定的，” 该论文的通讯作者、该校教授周世峰说。华南理工大学.

因此，必须考虑动力学策略来抑制纤维拉丝过程中双活性中心向非活性状态的转变。控制材料的温度依赖性粘度可能是抑制失活的有效动力学方法之一毕中心”

双有源光纤现在被认为是大容量电信系统中下一代宽带光放大器最有前途的候选者。然而，由于Bi中心很容易失活，制造Bi活性中心仍然是一个挑战。

目前，全球只有少数几个团队可以使用改进的化学气相沉积(MCVD)方法制造双活性纤维。复杂的化学气相沉积(CVD)技术不仅为双活性光纤的制造带来了巨大的技术障碍，而且限制了可用的玻璃纤维系统和Bi的掺杂浓度。

系统地研究了具有不同粘性特性的玻璃体系中Bi掺杂剂在不同温度下的演变。研究发现，在1.0~1.6 T g 温度范围内，粘度变化速率较快的体系表现出更好的抗Bi掺杂失活能力。

基于这一发现，开发了一种具有较快粘度变化速率的硼酸盐玻璃体系，并通过简单的管棒法制备了新型重掺杂双活性硼酸盐光纤。此外，还演示了基于所开发的新型光纤的开关增益，这标志着Bi掺杂硼酸盐光纤系统中开关增益的首次演示。

周世峰教授表示：“尽管在重掺杂双活性光纤中实现净增益仍然是一个长期挑战，但我认为我们的工作可能会为选择玻璃主体系统以开发高性能双活性光纤提供新的见解。 ”。

研究人员正在继续这项工作，旨在开发具有净增益的重掺杂双活性光纤并构建双掺杂光放大器。