贵金属纳米晶体掺杂碲酸盐玻璃光纤的制备及其响应型光学非线性研究

响应型非线性光纤利用吸收性介质的线性折射率在响应波长处泵浦时明显变化的原理而获得全光通讯所需的高非线性折射率，因此成为近年来非线性光纤光学领域的研究热点之一。贵金属纳米晶体在可见光波段内的响应波长处泵浦时会产生超快表面等离子体效应，是发展响应型高非线性光纤和开发超快全光转换器件的首选掺杂材料；碲酸盐玻璃具有低声子能量、高折射率和高非线性等特性，成为开发和研究非石英基质的高非线性玻璃光纤的理想选择。本项目拟将贵金属纳米晶体掺入以碲酸盐为基质的多组分玻璃光纤中，研究该碲酸盐玻璃光纤的线性与非线性光学特性，并尝试开发可实用化的超快全光转换器件。为此，本项目组将研制折射率和热膨胀系数均匹配的"芯层"和"包层"多组分碲酸盐玻璃材料，综合应用吸注法、旋转法和棒管法制备贵金属纳米晶体掺杂的单模碲酸盐玻璃光纤，利用长周期光刻对法测试其响应型非线性折射率并进行超快全光转换应用试验。

在本自然基金的大力支持下，我们项目完成了银纳米晶体掺杂碲酸盐玻璃的制备，申请了国内专利。我们对该玻璃的拉曼性质、非线性光学性质等基本性质进行了详细的研究和报道，实验结果发表在Optics Letters, Applied Optics, Journal of Non-Crystalline Solids等知名杂志上，实现了纳米材料与宏观光学的有效结合。. 同时，我们针对碲酸盐玻璃和光纤进行了深入的研究和探索，科研成果达到国内领先和国内知名，其中制备的碲酸盐玻璃光纤在1550nm附近的背景损耗为0.24dB/m,该数据仅次于日本NTT公司保持的世界纪录。我们详细报道了碲酸盐玻璃光纤的三阶非线性系数，为业界同行提供了宝贵的参考资料。我们项目组在制备氟碲酸盐玻璃和光纤方面进行了深入的探索，报道了世界上第一款无水氟碲酸盐玻璃，目前正在进行光纤化的工作。. 项目组在碲酸盐玻璃与光纤领域的研究得到了中国科学院“西部之光”等项目的持续资助，充分体现了自然基金项目的引导作用。我们发表了16篇SCI论文、5篇国际会议论文和2篇国内会议论文，申请了5项国内专利，同时在积极准备申请一项国际专利。. 综合各种情况，我们已经超额完成了自然基金所预设的科研任务，在此研究方向上占领了制高点，为后续的科研进程奠定了良好的基础。