溶胶-凝胶法制备Al 3+ 、Yb 3+ 掺杂石英光纤纤芯的研究

以正硅酸乙酯、氯化铝和氯化镱为前驱体, 用溶胶-凝胶法制备了Al 3+ 、Yb 3+ 掺杂石英光纤纤芯。采用ICP-AES分析发现: 碱催化的掺杂硅凝胶上下层组分存在较大差异, 酸催化条件能够消除组分差异。将酸催化溶胶经凝胶化、热处理、玻璃化、光学加工, 获得了φ2.5 mm×50 mm的芯棒。测试2 mm厚芯棒玻璃的光谱和荧光寿命, 1020 nm的荧光寿命为896 μs, 羟基含量为0.4×10 -6 , 并通过显微拉曼光谱分析玻璃结构。采用管棒法制备预制棒, 2000℃高温拉制了Al 3+ 、Yb 3+ 掺杂单包层石英光纤。用光纤折射率分布测试仪测得纤芯折射率波动Δ n 小于2×10 -4 , 表明纤芯具有良好的光学均匀性。本研究结果提供了一种大模场掺镱石英光纤纤芯材料的制备方法, 并为溶胶-凝胶法制备均匀多组分材料的研究提供了理论参考。