热离子交换型铝锗酸盐波导玻璃中钬离子的1.2μm近红外荧光发射

采用高温熔融法制备了适用于钾钠离子交换波导的钬离子掺杂铝锗酸盐玻璃,并对热离子交换玻璃样品的波导折射率分布和红外光谱特性进行了表征。实验结果表明,在390℃的KNO_3熔盐中热离子交换4 h时,波导玻璃折射率最大改变量为0.006 9,K^+-Na^+热离子交换有效扩散深度为7.802μm,有效扩散系数达0.063μm^2/min。K^+-Na^+离子交换有效扩散系数比磷酸盐玻璃低,与MP19硅酸盐玻璃相当,但明显高于BK7玻璃和硼硅酸盐玻璃,其热离子交换过程易于控制。在644 nm泵浦光下可观察到Ho^(3+)归属于~5I_6→~5I_8的1.196μm近红外有效发射,最大受激发射截面为2.30×10^(#21)cm^2。当Ho^(3+)在~5I_6能级的分数因子超过0.6时,增益截面达10^(#21)cm^2量级以上。有效的近红外荧光发射和稳定的波导性能表明钬掺杂铝锗酸盐玻璃是~1.2μm波导激光器潜在的增益介质。