摻鉍光纖鉍活性中心發(fā)光機(jī)理的研究進(jìn)展

賈寶楠，王付剛，孫仕豪，劉 剛，蘆鵬飛*

(1.北京郵電大學(xué) 信息光子學(xué)與光通信研究院，北京 100876；2.北京郵電大學(xué) 電子工程學(xué)院，北京 100876)

引 言

近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸容量的需求越來越高。傳統(tǒng)的摻鉺光纖放大器由于工作帶寬較窄且主要工作在C+L波段，極大地限制了光纖通信系統(tǒng)的帶寬，難以滿足高速度和大容量的通信要求。因此，研究覆蓋1100nm～1700nm全波段的高效有源光纖材料已成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

為了增加光纖通信系統(tǒng)的傳輸帶寬，人們研究了多種光纖放大器和激光器增益介質(zhì)，主要包括：各種稀土元素(Yb3+，Nb3+，Pr3+，Tm3+，Ho3+等)、過渡金屬元素(Cr3+，Cr4+，Ni2+等)和主族元素(Tl0，Pb+，Pb0，Bi等)。研究發(fā)現(xiàn)，摻鉍玻璃和光纖的輻射波長可以覆蓋1100nm～1700nm[1-5]，熒光壽命可以達(dá)到幾百微秒，因此它被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的近紅外(near-infrared,NIR)熒光材料之一。隨著無水光纖制備技術(shù)的發(fā)展，基于化學(xué)沉積技術(shù)制成的摻鉍光纖更具備實(shí)用前景，有望在使用單波長抽運(yùn)源的抽運(yùn)下實(shí)現(xiàn)位于1100nm～1700nm波段的超寬帶激光發(fā)射和光放大。因此，摻鉍光纖可用作超寬帶光纖放大器和激光器的新型增益介質(zhì)，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)摻稀土離子放大器和激光器的不足。

鉍原子的電子結(jié)構(gòu)為[Xe]4f145d106s26p3，其殼外電子處于半滿狀態(tài)，這意味著殼外電子較為活躍。因此，鉍原子對(duì)基質(zhì)材料極其敏感，易于形成各種價(jià)態(tài)的離子，例如Bi0,Bi+,Bi2+,Bi3+和Bi5+。鉍離子價(jià)態(tài)的多樣性使得摻鉍光纖的發(fā)光機(jī)理變得更加復(fù)雜。近年來，為掌握其發(fā)光機(jī)理，科研人員對(duì)摻鉍光纖進(jìn)行了大量研究，并提出了許多關(guān)于鉍活性中心的假設(shè)。在本文中，將系統(tǒng)介紹這些鉍活性中心的結(jié)構(gòu)和發(fā)光特性，為研制高性能的摻鉍材料提供理論指導(dǎo)。由于鉍離子的價(jià)態(tài)會(huì)極大地影響鉍活性中心的性能，根據(jù)鉍的價(jià)態(tài)將鉍活性中心分為高價(jià)態(tài)鉍中心、低價(jià)態(tài)鉍中心、間隙鉍中心。

1 高價(jià)態(tài)鉍中心

2001年，F(xiàn)UJIMOTO等人[3]首次發(fā)現(xiàn)了摻鉍玻璃的近紅外發(fā)光現(xiàn)象，他們?cè)?00nm抽運(yùn)光下測(cè)試了摻鉍玻璃的發(fā)光光譜，發(fā)現(xiàn)在室溫下該材料的發(fā)光峰位于1400nm。他們認(rèn)為發(fā)光中心是高價(jià)態(tài)Bi5+離子，該發(fā)光可能是由Bi5+離子從激發(fā)態(tài)3D3,2,1躍遷到基態(tài)1S0而產(chǎn)生的。為了證明發(fā)光中心是Bi5+離子，他們研究了鉍離子周圍的局部結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)Bi和O之間的距離為0.23nm[6]。

2013年，WEN等人[7]采用基于量子化學(xué)的密度泛函理論計(jì)算了摻鉍光纖中Bi5+離子的發(fā)光特性。

圖1 a—有Al摻雜的Bi5+模型 b—沒有Al摻雜的Bi5+模型[7]

圖2 a—有Al摻雜的Bi5+模型的能級(jí)圖 b—沒有Al摻雜的Bi5+模型的能級(jí)圖[7]

圖1中給出了有Al摻雜的Bi5+模型和沒有Al摻雜的Bi5+模型的局部結(jié)構(gòu)。圖2a是有Al摻雜的Bi5+模型的能級(jí)圖,圖中f是振子強(qiáng)度。激發(fā)能級(jí)依次為2.0023eV,2.5044eV,2.9067eV,3.0201eV和3.1673eV，第四激發(fā)態(tài)的電子輻射到更低能級(jí)，會(huì)產(chǎn)生位于第二通信窗口范圍內(nèi)的1318nm發(fā)光。圖2b是沒有Al摻雜的Bi5+模型能級(jí)圖。在2.5009eV和2.8483eV能量的激發(fā)下，第三激發(fā)態(tài)的電子會(huì)輻射產(chǎn)生1622nm的發(fā)光，然而這一發(fā)光不在第二通信窗口范圍內(nèi)。

上述研究表明，摻鉍光纖近紅外發(fā)光可能是含Al的高價(jià)鉍中心產(chǎn)生的。但大量實(shí)驗(yàn)表明，隨著基質(zhì)堿度的增加，摻鉍玻璃的NIR發(fā)光強(qiáng)度變?nèi)鮗8-10]。其次，摻鉍光纖的制備過程需要高溫處理，鉍元素更可能以低價(jià)態(tài)的形式存在[11]。另外，增加還原劑會(huì)增加摻鉍光纖的NIR發(fā)光強(qiáng)度，而增加氧化劑則會(huì)降低NIR發(fā)光強(qiáng)度[12]。因此，研究人員普遍認(rèn)為高價(jià)態(tài)鉍是不穩(wěn)定的發(fā)光中心，低價(jià)態(tài)鉍中心和間隙鉍中心等才是摻鉍光纖近紅外發(fā)光的起源。

2 低價(jià)態(tài)鉍中心

2.1 3價(jià)鉍中心

2013年，SOKOLOV等人[13]應(yīng)用第一性原理研究了摻鉍SiO2和GeO2玻璃中的鉍活性中心。在三配位Bi中心中，Bi原子與3個(gè)O原子成鍵，Bi—O鍵長為0.213nm，O—Bi—O鍵角為94.6°。而在四配位Bi中心中，Bi—O鍵長分別為0.209nm和0.230nm，O—Bi—O鍵角分別為92.2°和160.8°。他們認(rèn)為吸收波長和發(fā)光波長受制于基質(zhì)材料。在SiO2中，三配位Bi原子的吸收帶是0.26μm，四配位Bi原子的吸收帶是0.22μm。而在GeO2中，三配位Bi原子和四配位Bi原子的吸收帶分別是0.24μm和0.23μm。在上述吸收帶的激發(fā)下，發(fā)光波長可以達(dá)到0.3μm～0.4μm。

2013年，WEN等人[7]還研究了摻鉍光纖中Bi3+離子的發(fā)光特性。圖3a是有Al摻雜的Bi3+模型的能級(jí)圖?；鶓B(tài)電子被激發(fā)到2.17eV和2.25eV兩個(gè)不同的激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)的電子躍遷回基態(tài)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生1483nm，1395nm和1351nm的發(fā)光。圖3b是沒有Al摻雜的Bi3+模型的能級(jí)圖。基態(tài)電子被激發(fā)到2.35eV和1.74eV兩個(gè)不同的激發(fā)態(tài)，第三激發(fā)態(tài)的電子躍遷到第一和第二激發(fā)態(tài)時(shí)，分別發(fā)出1290nm和1377nm的熒光。在Bi3+-Al共摻情況下，振子強(qiáng)度都相對(duì)較低，但在沒有Al摻雜的Bi3+模型中，存在著振子強(qiáng)度為0.0123的激發(fā)態(tài)。因此，他們指出沒有Al摻雜的Bi3+模型是近紅外發(fā)光的主要原因。

圖3 a—有Al摻雜的Bi3+模型的能級(jí)圖 b—沒有Al摻雜的Bi3+模型的能級(jí)圖[7]

2018年，作者所在團(tuán)隊(duì)研究了摻鉍石英光纖中環(huán)狀結(jié)構(gòu)對(duì)Bi3+離子發(fā)光特性的影響[14]。通過構(gòu)建3元環(huán)～6元環(huán)(member ring,MR)Bi3+離子團(tuán)簇模型，來研究環(huán)狀結(jié)構(gòu)對(duì)光纖發(fā)光的作用。在Bi3+團(tuán)簇模型中，Bi—O鍵的平均鍵長為0.204nm，O—Bi—O平均鍵角為95.8°。表1中給出了不同環(huán)狀結(jié)構(gòu)的Bi3+離子吸收和發(fā)光特性?？砂l(fā)現(xiàn)1S0→1P1躍遷的吸收波長通常小于250nm，與參考文獻(xiàn)[15]、參考文獻(xiàn)[16]中的實(shí)驗(yàn)值一致，而且不受環(huán)狀結(jié)構(gòu)的影響。在3MR,4MR,5MR和6MR中1P1→1S0的熒光分別約為463nm,374nm,352nm和343nm；而對(duì)應(yīng)的3P1→1S0磷光分別約為665nm,516nm,391nm和358nm。這實(shí)際上說明了Bi3+離子摻雜光纖可以實(shí)現(xiàn)從紫外到可見光的寬光譜發(fā)光。

表1 不同環(huán)狀結(jié)構(gòu)的Bi3+離子的吸收和發(fā)光特性[14]

2019年，作者所在團(tuán)隊(duì)利用第一性原理計(jì)算了Bi/Al共摻石英光纖模型的幾何結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)[17]。圖4a為Bi/Al共摻模型的局部結(jié)構(gòu)。Al原子傾向于取代Bi—O—Si模型中Si原子的位置，Bi—O鍵長的平均值為0.215nm，O—Bi—O鍵角的平均值是98.86°，Al原子的摻入降低了Bi3+發(fā)光中心的結(jié)構(gòu)聚合度。圖4b是Bi/Al共摻模型的能級(jí)圖。電子從基態(tài)被激發(fā)到1.18eV,1.48eV和1.77eV的激發(fā)態(tài)，被激發(fā)的電子通過非輻射躍遷到第二和第三激發(fā)態(tài)，輻射發(fā)出波長約為1052nm和1162nm的熒光，與實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的Bi/Al共摻光纖存在約1100 nm發(fā)光吻合[3,18-19]。

圖4 a—Bi/Al共摻模型局部結(jié)構(gòu) b—Bi/Al共摻模型的能級(jí)圖[17]

2.2 2價(jià)鉍中心

2013年，SOKOLOV等人[13]還研究了摻鉍SiO2和GeO2玻璃中的2價(jià)Bi替代中心。在GeO2中，二配位Bi原子不能穩(wěn)定存在，會(huì)轉(zhuǎn)換成三配位Bi原子。在SiO2中，Bi原子通過橋接O原子形成二配位Bi原子，如圖5a所示。他們還計(jì)算了2價(jià)Bi替代中心的能級(jí)和躍遷性質(zhì)，如圖5b所示，Bi2+離子模型的吸收帶分別是0.52μm,0.37μm和0.29μm，考慮到2價(jià)Bi替代中心的斯托克斯位移比較大，Bi2+離子模型能夠產(chǎn)生0.6μm～0.7μm范圍內(nèi)的發(fā)光。

圖5 a—Bi2+離子電子密度圖 b—Bi2+離子能級(jí)圖[13]

2018年，作者所在團(tuán)隊(duì)研究了摻鉍石英光纖中不同環(huán)狀結(jié)構(gòu)對(duì)Bi2+替換中心的影響[20]。在3MR～6MR模型中，Bi—O鍵的平均鍵長為0.211nm，O—Bi—O鍵角的平均值為96.74°。還計(jì)算了3MR～6MR中Bi2+離子的能級(jí)和吸收帶，如表2所示。在3MR～6MR模型中，Bi2+離子的2P1/2→2P3/2(1)躍遷對(duì)應(yīng)的吸收帶分別為503.86nm,473.35nm,461.24nm和469.31nm，由2P1/2→2P3/2(2)的躍遷則會(huì)產(chǎn)生377.71nm,445.21nm,417.33nm和411.55nm的吸收帶，299.63nm,309.42nm,322.47nm和302.45nm的吸收帶歸因于Bi2+離子的2P1/2→2S1/2躍遷。由此可見，摻鉍光纖中的紅色發(fā)光是由Bi2+離子的2P3/2(1)→2P1/2的躍遷產(chǎn)生的，而且3MR模型中Bi2+離子的躍遷是產(chǎn)生紅色發(fā)光的主要原因[21]。

表2 不同環(huán)狀結(jié)構(gòu)的Bi2+離子的能級(jí)和吸收帶[20]

2.3 1價(jià)鉍中心

2005年，MENG等人[22]首次提出摻鉍光纖的近紅外發(fā)光中心可能是Bi+離子。由于自旋軌道耦合作用，Bi+(6s26p2)離子將分裂為3P0基態(tài)和1S0,1D2,3P2，1激發(fā)態(tài)。他們把摻鉍鋁硅酸鹽玻璃中500nm,700nm,800nm和1000nm的吸收帶歸因于Bi+離子的基態(tài)3P0

圖6 a—SiO2和GeO2中Bi+離子的電子密度圖 b—SiO2和GeO2中Bi+離子的能級(jí)圖[13]

到激發(fā)態(tài)1S0,1D2,3P2，1之間的躍遷，產(chǎn)生的近紅外發(fā)光則是由Bi+離子的3P1→3P0導(dǎo)致的。

2013年，SOKOLOV等人[13]還計(jì)算了摻鉍SiO2和GeO2模型中間隙Bi+離子的能級(jí)和躍遷情況，間隙Bi+離子的電子密度圖和能級(jí)圖分別如圖6a和圖6b所示。Bi+離子的基態(tài)3P0，不受晶體場影響。第一激發(fā)態(tài)3P1，受軸向晶場的影響會(huì)分裂成兩個(gè)能級(jí)。第二激發(fā)態(tài)3P2，被分裂成3個(gè)能級(jí)。3P1能級(jí)在SiO2中約為10100cm-1和12300cm-1，在GeO2中約為10100cm-1和11400cm-1。3P2能級(jí)在SiO2中約為15500cm-1,16600cm-1和20800cm-1，在GeO2中為13500cm-1,15400cm-1和18000cm-1。

2018年，作者所在團(tuán)隊(duì)研究了摻鉍光纖中單價(jià)鉍的近紅外發(fā)光特性[23]。圖7a和圖8a是Bi+離子團(tuán)簇結(jié)構(gòu)模型。SiOBi結(jié)構(gòu)的形成能相對(duì)SiBi結(jié)構(gòu)要低，更容易形成。在SiOBi模型中，Bi—O鍵長為0.211nm，Bi—O—Si的平均鍵角約為127.5°。在SiBi模型中，Si—Bi鍵長為0.267nm，Bi—Si—O鍵角為127.5°。同時(shí)計(jì)算了SiOBi與SiBi結(jié)構(gòu)的能級(jí)圖，如圖7b和圖8b所示。在SiOBi結(jié)構(gòu)中，基態(tài)電子可以被激發(fā)到5.856eV和4.704eV兩個(gè)不同的能級(jí)，第三激發(fā)態(tài)的電子躍遷到第一激發(fā)態(tài)時(shí)，輻射發(fā)出1492nm的熒光，與參考文獻(xiàn)[24]中報(bào)道的1450nm發(fā)光很接近。在SiBi結(jié)構(gòu)中，激發(fā)能級(jí)分別為4.406eV和4.163eV，第三激發(fā)態(tài)的電子躍遷到第一激發(fā)態(tài)時(shí)，輻射發(fā)出1629nm的熒光。

圖7 a—SiOBi結(jié)構(gòu)模型圖 b—SiOBi結(jié)構(gòu)的能級(jí)圖[23]

圖8 a—SiBi結(jié)構(gòu)模型圖 b—SiBi結(jié)構(gòu)的能級(jí)圖[23]

3 間隙鉍中心

2005年，PENG等人[25-26]提出了摻鉍石英玻璃中NIR發(fā)光機(jī)理的另一種解釋。他們認(rèn)為NIR發(fā)光中心很可能是由Bi原子或多個(gè)Bi原子形成的團(tuán)簇所引起的。因?yàn)锽i2O3在高溫下容易分解并且會(huì)進(jìn)一步分解成Bi原子。近年來，SOKOLOV等人[13,27-29]和作者所在團(tuán)隊(duì)[30]通過第一性原理計(jì)算，發(fā)現(xiàn)間隙Bi原子和間隙Bi二聚體可能是摻鉍光纖近紅外發(fā)光的起源。此外，間隙Bi氧化物分子[23,31]也被認(rèn)為是摻鉍光纖近紅外發(fā)光中心。

3.1 間隙鉍原子

2013年，SOKOLOV等人[27]計(jì)算了鋁硅酸鹽玻璃中間隙Bi0原子的光學(xué)性質(zhì)。圖9a中給出了間隙Bi0原子的結(jié)構(gòu)模型。Bi0原子的平衡位置在兩個(gè)六環(huán)之間，并且鉍原子不與周圍原子成鍵，結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。圖9b中給出了間隙Bi0原子的能級(jí)圖。間隙Bi0原子產(chǎn)生的吸收帶在不大于400nm，約500nm,600nm～700nm和900nm～1100nm范圍內(nèi)，該吸收可以產(chǎn)生1000nm～1300nm和1400nm～1600nm范圍內(nèi)的近紅外發(fā)光。隨后，SOKOLOV等人[13]研究了摻鉍SiO2和GeO2玻璃中間隙Bi0原子的存在情況，圖10是間隙Bi0原子的電荷密度圖。間隙Bi0原子與周圍原子相互作用弱，不和其它原子成鍵，可以在6MR間隙位置穩(wěn)定存在。間隙Bi0原子的基態(tài)是4S3/2，第一激發(fā)態(tài)和第二激發(fā)態(tài)分別為2D3/2和2D5/2，軸向晶體場可以使這些激發(fā)態(tài)產(chǎn)生分裂。間隙Bi0原子的第三激發(fā)態(tài)2P1/2，不能被靜電場分裂。他們把不大于0.4μm范圍內(nèi)相對(duì)較強(qiáng)的吸收帶，歸因于間隙Bi0原子的4S3/2→2P1/2躍遷。

圖9 a—鋁硅酸鹽玻璃中間隙Bi0原子結(jié)構(gòu)圖 b—間隙Bi0原子結(jié)構(gòu)的能級(jí)圖[27]

圖10 a—SiO2中Bi0原子的電荷分布圖 b—GeO2中Bi0原子的電荷分布圖[13]

2019年，作者所在團(tuán)隊(duì)研究了摻鉍石英光纖中間隙Bi0原子的光學(xué)性質(zhì)[30]。圖11a中給出了間隙Bi0原子團(tuán)簇模型。間隙Bi0原子最可能存在于距離6MR中心約0.2nm處，并與其周圍原子相互作用很弱。圖11b是間隙Bi0原子的能級(jí)圖。以約為317nm,472nm,657nm和865nm為中心的吸收帶主要?dú)w因于間隙Bi0原子4S3/2→2P3/2,4S3/2→2P1/2,4S3/2→2D5/2和4S3/2→2D3/2(2)的躍遷。此外，約1265nm的近紅外發(fā)光被認(rèn)為是間隙Bi0原子的2D3/2(1)→4S3/2躍遷引起的,與參考文獻(xiàn)[26,32-33]中報(bào)道的結(jié)果一致。

圖11 a—間隙Bi0原子團(tuán)簇模型 b—間隙Bi0原子能級(jí)圖[30]

3.2 間隙Bi2二聚體

2008年，SOKOLOV等人[28]研究了鋁硅酸鹽結(jié)構(gòu)中間隙Bi2二聚體的近紅外發(fā)光特性。他們構(gòu)建了Bi2,Bi2-和Bi22-二聚體模型，如圖12a所示。中性Bi2二聚體沿元環(huán)軸向排列，Bi原子位于元環(huán)平面的兩側(cè)。當(dāng)一個(gè)或兩個(gè)額外電子添加到團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，會(huì)在兩個(gè)六元環(huán)間隙位置形成Bi2-或Bi22-二聚體結(jié)構(gòu)。他們認(rèn)為在鋁硅酸鹽玻璃網(wǎng)絡(luò)中，間隙Bi2-和Bi22-二聚體會(huì)更加穩(wěn)定且是近紅外發(fā)光的中心。2009年，SOKOLOV等人[29]研究了摻鉍鋁硅酸鹽玻璃中間隙Bi2二聚體的穩(wěn)定性，主要包括中性二聚體Bi2和負(fù)二聚體Bi2-和Bi22-，如圖12b所示。同時(shí)對(duì)間隙Bi2二聚體的電子光譜、喇曼光譜、電子自旋共振和發(fā)光特性進(jìn)行了詳細(xì)研究，他們也認(rèn)為Bi2-和Bi22-二聚體是摻鉍玻璃中近紅外發(fā)光的中心。

圖12 a—鋁硅酸鹽玻璃中的二聚體結(jié)構(gòu)[28] b—鋁硅酸鹽玻璃中的二聚體結(jié)構(gòu)[29]

3.3 間隙BiO分子

2011年，SOKOLOV等人[31]提出間隙BiO分子可能是摻鉍石英玻璃近紅外發(fā)光中心，并給出了間隙BiO分子模型圖，如圖13所示。在SiO2網(wǎng)絡(luò)中，BiO分子可以存在于兩個(gè)6MR之間，并沿6MR結(jié)構(gòu)的軸向排列，BiO分子偏差或位移不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成任何改變，因此這種結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果，他們認(rèn)為近紅外發(fā)光的原因是由于摻鉍SiO2玻璃中存在間隙BiO分子。

圖13 間隙BiO分子模型[31]

3.4 間隙Bi2O分子

2018年，作者團(tuán)隊(duì)還計(jì)算了摻鉍光纖中間隙Bi2O結(jié)構(gòu)的發(fā)光特性[23]。間隙Bi2O模型如圖14a所示，Bi2O分子存在于6MR的間隙位置，并且沿著6MR結(jié)構(gòu)的軸向排列，Bi—O鍵長分別為0.2117nm和0.2116nm，Bi—O—Bi鍵角為144.3°。還計(jì)算了間隙Bi2O結(jié)構(gòu)的能級(jí)圖，如圖14b所示，間隙Bi2O結(jié)構(gòu)具有1.082eV,1.966eV,3.181eV和3.421eV等一系列不同的激發(fā)能級(jí)，由于較高的振子強(qiáng)度，對(duì)應(yīng)的發(fā)光壽命相對(duì)較長。第二激發(fā)能級(jí)的電子將輻射躍遷到較低能級(jí)，產(chǎn)生1403nm和1147nm的發(fā)光，與先前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果[16,34]吻合較好。

圖14 a—間隙Bi2O模型 b—間隙Bi2O模型的能級(jí)圖[23]

4 結(jié)束語

目前，雖然對(duì)于摻鉍光纖的發(fā)光機(jī)理沒有明確的結(jié)論，但經(jīng)過近幾年的研究，研究人員普遍認(rèn)為高價(jià)態(tài)鉍不可能是摻鉍光纖近紅外發(fā)光的起源，摻鉍光纖近紅外發(fā)光的起源更偏向于低價(jià)態(tài)鉍、間隙鉍中心等結(jié)構(gòu)。鉍元素的發(fā)光機(jī)理研究是當(dāng)前迫切需要解決的難題，只有徹底掌握其發(fā)光機(jī)理，才能針對(duì)性地研制出高效率高性能的摻鉍材料。本文中系統(tǒng)地整理了摻鉍光纖發(fā)光機(jī)理的系列研究成果，從鉍活化中心的結(jié)構(gòu)和發(fā)光特性出發(fā)，總結(jié)了摻鉍光纖中不同結(jié)構(gòu)與發(fā)光波長之間的關(guān)系。此工作將為摻鉍光纖的研究和制備提供更好的理論指導(dǎo)。此外，摻鉍材料由于具有壽命長、光譜范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)光波長覆蓋紫外、可見以及近紅外波段，有望在超寬帶光源、超寬帶放大器、可調(diào)諧激光器等領(lǐng)域得到更為廣泛的應(yīng)用。