摘要
拉曼光纤激光器和拉曼光纤放大器具有输出波长灵活、光束质量好等优势，因此在光通信、环境监测、医疗健康以及国防安全等领域有着广泛的应用需求。碲酸盐玻璃的优势在于其具有较高的非线性折射率，较宽的红外透过窗口（0.4~6.5μm），较大的拉曼频移（660~790cm-1），以及大的拉曼增益系数。其峰值拉曼增益系数比石英玻璃大两个数量级。最近，我们课题组已经探索出具有宽的光学透过窗口、高化学稳定性和热稳定性的氟碲酸盐玻璃体系，经过证实是一种在近红外、中红外拥有巨大前景的光纤激光材料。但对于该玻璃体系材料组分的变化对拉曼散射性质的影响还没有进行系统的研究。因此在攻读硕士期间，作者主要围绕着该新型氟碲酸盐玻璃的制备、表征及不同组分对氟碲酸盐玻璃的拉曼增益系数与拉曼增益带宽的影响进行了系统的研究，并取得了以下研究成果。 （1）利用熔融冷却法制备了氟碲酸盐玻璃样品，并将不同组分的氟碲酸盐玻璃样品进行了拉曼散射光谱的表征。利用633nm激光器为泵浦源，测试了氟碲酸盐玻璃的拉曼散射特性，通过对比计算方法，计算得到70TeO2-20BaF2-10Y2O3玻璃样品的峰值拉曼增益系数为2.48×10-12m/W，约为石英玻璃材料峰值拉曼增益系数的26.7倍，拉曼增益带宽为4.65THz。 （2）通过改变氟碲酸盐玻璃样品的组分，实现了对拉曼增益谱形状和拉曼增益系数的调控。在氟碲酸盐玻璃体系中最大的拉曼频移位于~785cm-1，它主要归因于[TeO3+1]与[TeO3]基团中非桥氧键的振动（Te-O-键与Te=O键）。其中，氟化钡的加入使氟碲酸盐玻璃氛围内的Te-O键逐渐被拉伸或断裂，[TeO3+1]基团中被拉伸的Te-O键逐渐向[TeO3]基团中的Te-O-和Te=O转化，即非桥氧键的含量增加，拉曼增益系数由2.21×10-12m/W增加到2.82×10-12m/W，拉曼增益带宽由5.91THz降低至2.55THz。氧化钇的加入使得氟碲酸盐玻璃氛围内[TeO4]基团增加，随后[TeO4]基团中的Te-O键被拉伸、延长和断裂形成[TeO3+1]基团和[TeO3]基团，即促进[TeO4]基团向[TeO3+1]基团和[TeO3]基团转化，非桥氧键的含量增加，其拉曼增益系数由1.76×10-12m/W增加到2.48×10-12m/W，拉曼增益带宽由6.21THz降低至4.65THz。
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