光纤材料锗缺氧中心与环结构特性研究

利用密度泛函理论(DFT)研究光纤材料中锗缺氧中心(Ge-DDC)与环结构特性,建立基于三环结构的Si-O-Si结构模型和Ge-ODC模型;同时,通过紫外可见光(UV-Vis)吸收与拉曼测试分析研究光纤材料的微结构特性。理论分析结果表明:对于未掺杂Ge的光纤材料,其带隙为8.36eV左右;而对于掺杂Ge元素的光纤材料,其带隙为5.0eV左右,会在242nm波长处形成一个吸收中心,并且它与Ge-ODC缺陷中心的吸收中心相对应。在Ge-ODC缺陷结构中,其三环Si-O-Si结构与Ge原子之间存在紧密联系。当掺Ge的光纤材料经辐照处理后,光纤材料中容易产生GeE′和SiE′缺陷中心。光纤材料受到不同剂量辐照后,光纤材料中的三环结构数量随着剂量的增加而减少。研究结果表明,石英材料中Ge-ODC缺陷结构容易产生于环结构周围,并容易受到外界能量的影响。Ge-ODC与环结构特性的理论研究,对超低损耗石英光纤的制备与设计具有重要的实际应用意义。