铋掺杂溶胶凝胶玻璃: 新型超宽带可调光通讯材料

项目名称： 铋掺杂溶胶凝胶玻璃: 新型超宽带可调光通讯材料

项目编号： No.61475174

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 任进军

作者单位： 中国科学院上海光学精密机械研究所

项目金额： 82万元

中文摘要： 面向新型红外光通讯材料的应用，铋活性离子掺杂材料在近紫外到近红外范围的超宽带激发下，具有覆盖1000到1600nm的近红外宽带可调发光特性，这种可调谐超宽带近红外发光，有望突破现有固体激光器和光纤放大器可调谐范围窄，光通信容量低的瓶颈。本项目拟以我们最近用溶胶凝胶方法制备的新型高铝介孔AlPO4, AlPO4-SiO2, 和Al2O3-SiO2玻璃作为载体，运用直接掺杂和后掺杂两步混合掺杂法加入高浓度均匀分布的铋活性离子, 发展超宽带发光和高效太阳能光电转换材料。拟用多种1D(1维)和2D(2维)先进固体核磁技术(MAS NMR)研究铋离子在溶胶凝胶法制备的玻璃载体中的空间分布和铋离子局部区域的化学结构，以及活性铋离子的价态，进而研究这些结构特点对应的光学性能。实现铋离子高浓度和低团聚和空间选择性掺杂，发展新型高效率，可调谐超宽带, 多功能光通信材料,光电材料。

中文关键词： 介孔玻璃；红外发光；超宽带可调；光通讯材料；溶胶凝胶技术

英文摘要： Bismuth doped materials show ultra-broadband tunable luminescence covering 1000～1600nm wavelength region excited within 380~1000nm wavelength region. Such tunable ultra-broadband luminescence of bismuth-doped glasses indicate that these glasses can be expected to make a breakthrough overcome the narrow tunable bandwidth of solid state laser and optical amplifier, and low data-carrying capacity of present optical communication. This project is aimed to develop such ultra-broadband luminescence material and high efficient solar conversion materials, on the base of our recently developed high aluminum content mesoporous such as AlPO4, AlPO4-SiO2, and Al2O3-SiO2, and so on, glasses by sol gel processing, through directly- and post- doping high content bismuth ions. Multiple 1D and 2D solid state nuclear magnetic resonance (NMR) techniques will be used to study the distribution and local environment within the glass matrix, and the oxidation state of bismuth. Furthermore, the relationship between the optical properties and the corresponding local structure will be studied.Finally, novel high efficient, tunable ultra-broadband, multiple function optical communication and photoelectric materials are expected to developed.

英文关键词： Mesoporous glasses;Infrared luminescence;ultra-broadband tunable;optical communication materials;sol gel processing