KR100383608B1 - 알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리 및 그제조 방법 - Google Patents

알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리 및 그제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광증폭기용 황화물 유리에 있어서, Ge-Ga-S 3성분계와; 상기 Ge-Ga-S 3성분계에 첨가된 Pr3+과; 상기 Ge-Ga-S 3성분계에 첨가된 CsBr을 포함함을 특징으로 하는 알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리를 제공한다.
또한, 본 발명은 광증폭기용 황화물 유리의 제조 방법에 있어서, Ge, Ga, S, Pr3+및 알칼리 할로겐을 미리 설정된 조성비로 Ar 분위기하에서 실리카 용기에 채워 넣는 충진 과정과; 상기 첨가물이 충진된 실리카 용기를 진공 상태에서 밀봉시키는 봉합 과정과; 상기 밀봉된 실리카 용기에 열을 가해 용융시키는 용융 과정과; 상기 용융된 실리카 용기를 냉각시키는 냉각 과정과; 상기 실리카 용기를 유리 전이 온도에서 가열하는 소둔 과정을 포함함을 특징으로 하는 알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리의 제조 방법을 제공한다.

Description

알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리 및 그 제조 방법{ALKALOID HALOGEN DOPED SULFIDE GLASSES FOR OPTICAL AMPLIFIER AND FABRICATION METHOD THEREOF}
본 발명은 황화물 유리 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 광증폭기용 황화물 유리 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 광통신 시스템에서 사용하고 있는 파장 대역은 광도파로 재질인 실리카 유리의 영분산 파장 대역인 1.31 ㎛과 최저 손실 파장 대역인 1.5 ㎛이다. (하기 문헌 1) 특히, 상기 1.31 ㎛ 파장 영역에서 형광 천이가 존재하는 희토류 이온에는 Nd3+, Dy3+및 Pr3+이 있으며, 이를 광증폭기에 이용하고자 하는 노력이 이어지고 있다.
상기 Nd3+는4F3/2준위에서4I13/2준위로의 천이 과정에서 발생하는 형광의 중심 파장이 1.35 ㎛로서, 실리카 유리의 영분산 대역과 일치하지 않는다. 또한, 1.31 ㎛ 영역의 형광 방출 확률이4F3/2준위로부터 동시에 발생되는 다른 파장인 0.89 ㎛ 및 1.064 ㎛ 형광의 1/5 정도에 불과하고, 여기 상태 흡수가 강해 1.31 ㎛ 파장대에서의 이득이 저하되는 문제점이 있다. (문헌 2)
상기 Dy3+는 1.31 ㎛의 형광이 Pr3+에 비해 유도 방출 면적이 4배 이상 크고, 브랜칭 비율(branching ratio) 역시 다른 희토류 원소에 비해 큰 장점을 가지고 있다. 그러나, 상기 Dy3+는 1.31 ㎛ 형광 준위인4F11/2,6H9/2와 최인접 하위 준위인6H11/2준위 사이의 에너지 차이는 약 1800 cm-1로 매우 작으므로, 다중 격자 진동 완화(multiphonon relaxation) 현상으로 인한 에너지 손실로 말미암아 형광 수명이 Pr3+의 10 %에 불과하여 형광 효율이 매우 낮고, 광증폭에 필요한 이득 계수가 매우 작은 문제점이 있다.
상기 Pr3+는1G4준위에서3H5준위로의 천이를 이용하여 1.31 ㎛ 형광의 발생을 유도하며, 1.31 ㎛ 형광의 천이 확률이 다른 형광의 천이 확률보다 월등히 큰 장점이 있다. 그러나, 상기 Pr3+역시1G4준위와3F4준위와의 에너지 차이가 3000 cm-1정도에 불과하므로, 격자 진동 에너지가 800 cm-1이상인 산화물 유리를 기지 재료로 사용할 경우 다중 격자 진동 완화 현상으로 인해1G4준위로 여기된 Pr3+이온의 에너지가 비복사 천이를 할 확률이 높아 광증폭 효율이 낮아지는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 격자 진동 에너지가 낮은 불화물 유리나 황화물 유리를 기지 재료로 이용하는 방법이 제시되고 있으나, 불화물 유리를 기지 재료로 이용하더라도 양자 효율이 4 % 이하로 매우 낮아 높은 효율의 광증폭 성능을 기대할 수 없으며, 황화물 유리를 기지 재료로 이용하는 경우에도1G4준위의 형광 수명이 300 ㎲로 짧아 높은 효율의 광증폭 성능을 얻기 어려웠다. (문헌 3, 4, 5, 6 및 7)
도 1은 Pr3+의 에너지 준위 내 다중 격자 진동 완화와 이온간 에너지 전달을 나타낸 도면이다. Pr3+내1G4준위의 1.31 ㎛ 형광 수명 및 광증폭 효율은1G4준위로 여기된 에너지가 빛 이외의 다른 형태로 바뀌어 소모되는 `비복사 천이 현상`에 의해 큰 영향을 받는다. 상기 비복사 천이 현상은 도 1에 도시된 바와 같이 격자 진동 에너지에 의한 다중 격자 진동 완화 현상(①)과, 근접한 Pr3+이온간의 에너지 전달 현상(②)을 말하며, 이중 다중 격자 진동 완화 현상이 광증폭 효율을 저하시키는 결정적인 원인이 되고 있다.
< 참고 문헌 >
문헌 1. "High-gain rare earth doped fiber amplifier operating at 1.54 ㎛", in Tech. Digest of conference on optical fiber communication, Reno Nevada(Optical society of america. Washington.D.C.), W12, 167 (1987) by R. J. Mears, L. Leekie, I. M. Jauncey D. N. Payne
문헌 2. "Amplification and lasing at 1350 nm in neodymium doped fluorozirconate fiber", Electron. Lett. 24, 438 (1988) by M. C. Brierley C. A. Millar
문헌 3. "Pr3+-doped fluoride fibre amplifier operating at 1.31 ㎛", Opt. Lett. 16, 1747 (1991) by Y. Ohoshi, T. Kanamori, T. Kitagawa, S.Takahashi, E. Snitzer G. H. sigel. Jr
문헌 4. "Amplification at 1.3 ㎛ in a Pr3+-doped single mode fluorozirconate fibre" Electronics letters vol. 27, no. 8, 628 (1991) by S. F. Carter, D. Szebesta, S. T. Davey, R. Wyatt, M. C. Brierley P. W. France
문헌 5. "Pr3+:La-Ga-S glass: A promising material for 1.3 ㎛ fiber amplification" in Tech. Digest of Topical Meeting Optical Amplifiers and their applications, PDP5 (1992) by P. C. Becker, M. M. Broer, V. C. Lambrecht, A. J. Bruce C. Nykolak
문헌 6. "Pr3+-doped Ge-Ga-S glasses for 1.3 ㎛ optical fiber amplifiers" J. Non-Cryst. Solids, 182, 257 (1995) by K. Wei, D. P. Macherwirth, J. Wenzel, E. Snitzer G. H. Sigel. Jr
문헌 7. "Spectroscopy and quantum efficiency of halide-modified gallium-lanthanium sulfide glasses doped with praseodymium" J. Non-Cryst. Solids, 239, 176 (1998) by J. R. Hector, J. Wang, D. Brady, M. Kluth, D. W. Hewak, W. S. Brocklesby D. N. Payne
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 다중 격자 진동 완화 현상을 감소시킴으로써 형광 수명을 연장하고, 이를 통해 고효율의 광증폭 성능을 가진 광증폭기용 재료인 알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 광증폭기용 황화물 유리에 있어서, Ge-Ga-S 3성분계와; 상기 Ge-Ga-S 3성분계에 첨가된 Pr3+과; 상기 Ge-Ga-S 3성분계에 첨가된 CsBr을 포함함을 특징으로 하는 알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리를 제공한다.
또한, 본 발명은 광증폭기용 황화물 유리의 제조 방법에 있어서, Ge, Ga, S, Pr3+및 알칼리 할로겐을 미리 설정된 조성비로 Ar 분위기하에서 실리카 용기에 채워 넣는 충진 과정과; 상기 첨가물이 충진된 실리카 용기를 진공 상태에서 밀봉시키는 봉합 과정과; 상기 밀봉된 실리카 용기에 열을 가해 용융시키는 용융 과정과; 상기 용융된 실리카 용기를 냉각시키는 냉각 과정과; 상기 실리카 용기를 유리 전이 온도에서 가열하는 소둔 과정을 포함함을 특징으로 하는 알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리의 제조 방법을 제공한다.
도 1은 Pr3+의 에너지 준위 내 다중 격자 진동 완화와 이온간 에너지 전달을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리의 제조 과정을 나타낸 도면,
도 3 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 광증폭기용 황화물 유리의 형광 스펙트럼,
도 9 및 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 광증폭기용 황화물 유리의 형광 감소 곡선.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 충진 과정 300 : 용융 과정
400 : 냉각 과정 500 : 소둔 과정
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리는 희토류 원소인 Pr3+과, 상기 Pr3+에 대한 용해도가 높은 Ge-Ga-S 3성분계와, 상기 Pr3+의 다중 격자 진동 완화 현상을 감소시키기 위해 첨가되는 알칼리 할로겐인 CsBr 혹은 KBr을 포함하며, 실시예에 따라 상기 Ge-Ga-S 3성분계에 As가 첨가될 수 있다.
특히, 상기 알칼리 할로겐은 Pr3+의1G4준위에서 하위 준위인3F4,3F3준위로의 다중 격자 진동 완화 속도를 감소시킴으로써, 광증폭기용 황화물 유리가 고효율의 광증폭 특성을 가지도록 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리의 제조 과정을 나타낸 도면으로서, 실선은 출발 물질로서 Ge-Ga-S 3성분계를 사용한 실시예를, 점섬은 출발 물질로서 Ge-As-Ga-S를 사용한 실시예를 각각 나타내고 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리의 제조 과정은 크게 충진 과정(100), 봉합 과정(200), 용융 과정(300), 냉각 과정(400) 및 소둔 과정(500)으로 이루어진다.
상기 충진 과정(100)은 Ge, Ga, S, Pr3+혹은 Ge, Ga, As, S, Pr3+및 알칼리 할로겐을 일정 조성비로 실리카 앰퓰과 같은 실리카 용기에 채워 넣는 과정이다. 즉, 상기 충진 과정(100)은 Ge-Ga-S 3성분계(112), Pr3+(114) 및 알칼리 할로겐(116)이 첨가된 실리카인 제1출발 물질계(110)와, Ge-Ga-As-S 4성분계(122),Pr3+(124) 및 알칼리 할로겐(126)이 첨가된 실리카인 제2출발 물질계(120)로 하는 경우로 나눌 수 있다.
상기 Ge-Ga-S(112)의 모조성은 Ge0.25Ga0.10S0.65, Ge0.29Ga0.05S0.66, Ge0.18Ga0.18S0.64로 할 수 있으며, 상기 Ge-As-Ga-S(122)의 모조성은 Ge0.30As0.06Ga0.02S0.62로 할 수 있다. 상기 알칼리 할로겐(116, 126)으로는 CsBr 혹은 KBr을 사용한다. 상기 알칼리 할로겐(116, 126)은 Pr3+의1G4준위에서 하위 준위인3F4,3F3준위로의 다중 격자 진동 완화 속도를 격감시킴으로써 황화물 유리의 형광 수명을 증가시킨다. 상기 충진 과정(100)은 Ar 분위기 하에서 이루어짐이 바람직하다.
상기 봉합 과정(200)은 출발 물질이 충진된 실리카 앰퓰을 진공 상태에서 밀봉시키는 과정이다. 상기 용융 과정(300)은 밀봉된 실리카 앰퓰에 열을 가해 실리카 앰퓰 내부에 충진되어 있는 출발 물질을 용융시키는 과정이다.
상기 냉각 과정(400)은 용융 과정(300)을 거친 실리카 앰퓰을 수조 등에서 냉각시키는 과정이다. 상기 소둔 과정(500)은 냉각 과정(400)을 거친 실리카 앰퓰을 유리 전이 온도에서 가열하는 과정이다.
< 실시예 1 >
순도 99.999%의 Ge, Ga, S 3성분계와 99.9%의 CsBr 및 Pr을 출발 물질로 하고, 이때 상기 3성분계와 CsBr의 조성비는 0.92[Ge0.25Ga0.10S0.65]-0.08CsBr로 하고,Pr은 300 ppm을 첨가하였다. 상기 출발 물질을 Ar 분위기의 글로브 박스(glove box) 내에서 7 g을 칭량하여 실리카 앰퓰에 충진한 후, 진공 상태에서 상기 실리카 앰퓰을 밀봉한다. 이어, 상기 실리카 앰퓰을 교반로 내에서 950 ℃로 12 시간 용융시킨 후 수냉시키고, 다시 유리 전이 온도에서 약 1시간동안 소둔시켜 본 발명의 특징에 따른 광증폭기용 유리를 얻었다.
종래 실시예에 따라 Pr이 300ppm 첨가된 Ge0.25Ga0.10S0.65유리의1G4준위의 형광 수명이 335 ㎲ 임에 비해, 본 발명의 실시예 1에 따른 황화물 유리의 형광 수명은 하기 <표 1>에 나타난 바와 같이 345 ㎲로 증가하였다. 이는 첨가된 알칼리 할로겐인 CsBr에 의해서 Pr의1G4준위에서 하위 준위인3F4준위로의 다중 격자 진동 완화 속도가 감소함에 기인한다. 본 발명의 실시예 1에 따른 광증폭기용 황화물 유리의 형광 스펙트럼 및 형광 수명은 도 3 및 표 1에 나타나 있다.
< 실시예 2 >
상기 3성분계와 CsBr의 조성비는 0.9091[Ge0.25Ga0.10S0.65]-0.0909CsBr로 하고, Ga/CsBr = 1로 하였으며, Pr은 300 ppm을 첨가하여 상기 실시예 1과 같은 과정을 거쳐 광증폭기용 유리를 얻었다. 본 발명의 실시예 2에 따른 광증폭기용 황화물 유리의 형광 스펙트럼 및 형광 수명은 도 4 및 표 1에 나타나 있다.
< 실시예 3 >
상기 3성분계와 CsBr의 조성비는 0.90[Ge0.25Ga0.10S0.65]-0.10CsBr로 하고,Ga/CsBr < 1로 하였으며, Pr은 300 ppm을 첨가하여 상기 실시예 1과 같은 과정을 거쳐 광증폭기용 유리를 얻었다.
본 발명의 실시예 3에 따른 광증폭기용 황화물 유리의 형광 스펙트럼 및 형광 수명은 도 4 및 표 1에 나타나 있다. 실시예 3에 따른 광증폭기용 황화물 유리는 형광 수명이 1261 ㎲로서 실시예들 중 가장 큰 값을 나타내었는데, 이는 첨가된 CsBr에 의해서 Pr의1G4준위에서 하위 준위인3F4,3F3준위로의 다중 격자 진동 완화 속도의 격감에 기인한다. 또한, 첨가되는 CsBr의 양이 많아질수록 Pr3+:1G4준위의 1.34 ㎛ 형광 스펙트럼의 피크가 두 개로 분리되는 경향이 있음이 확인되었으며, 이때 두 개의 피크 중심 파장은 각각 1310 ㎚와 1360 ㎚이었다.
< 실시예 4 >
상기 3성분계와 CsBr의 조성비는 0.96[Ge0.29Ga0.05S0.66]-0.04CsBr로 하고, Ga/CsBr > 1로 하였으며, Pr은 300 ppm을 첨가하여 상기 실시예 1과 같은 과정을 거쳐 광증폭기용 유리를 얻었다. 본 발명의 실시예 4에 따른 광증폭기용 황화물 유리의 형광 스펙트럼 및 형광 수명은 도 5 및 표 1에 나타나 있다.
< 실시예 5 >
상기 3성분계와 CsBr의 조성비는 0.95238[Ge0.29Ga0.05S0.66]-0.04762CsBr로 하고, Ga/CsBr = 1로 하였으며, Pr은 300 ppm을 첨가하여 상기 실시예 1과 같은 과정을 거쳐 광증폭기용 유리를 얻었다. 본 발명의 실시예 5에 따른 광증폭기용 황화물유리의 형광 스펙트럼 및 형광 수명은 도 5 및 표 1에 나타나 있다.
< 실시예 6 >
상기 3성분계와 CsBr의 조성비는 0.945[Ge0.29Ga0.05S0.66]-0.055CsBr로 하고, Ga/CsBr < 1로 하였으며, Pr은 300 ppm을 첨가하여 상기 실시예 1과 같은 과정을 거쳐 광증폭기용 유리를 얻었다. 본 발명의 실시예 6에 따른 광증폭기용 황화물 유리의 형광 스펙트럼 및 형광 수명은 도 5 및 표 1에 나타나 있다.
< 실시예 7 >
상기 3성분계와 CsBr의 조성비는 0.8525[Ge0.18Ga0.18S0.64]-0.1475CsBr로 하고, Ga/CsBr > 1로 하였으며, Pr은 300 ppm을 첨가하여 상기 실시예 1과 같은 과정을 거쳐 광증폭기용 유리를 얻었다. 본 발명의 실시예 7에 따른 광증폭기용 황화물 유리의 형광 스펙트럼 및 형광 수명은 도 6 및 표 1에 나타나 있다.
< 실시예 8 >
상기 3성분계와 CsBr의 조성비는 0.84745[Ge0.18Ga0.18S0.64]-0.15254CsBr로 하고, Ga/CsBr = 1로 하였으며, Pr은 300 ppm을 첨가하여 상기 실시예 1과 같은 과정을 거쳐 광증폭기용 유리를 얻었다. 본 발명의 실시예 8에 따른 광증폭기용 황화물 유리의 형광 스펙트럼 및 형광 수명은 도 6 및 표 1에 나타나 있다.
< 실시예 9 >
상기 3성분계와 CsBr의 조성비는 0.8425[Ge0.18Ga0.18S0.64]-0.1575CsBr로 하고, Ga/CsBr < 1로 하였으며, Pr은 300 ppm을 첨가하여 상기 실시예 1과 같은 과정을거쳐 광증폭기용 유리를 얻었다. 본 발명의 실시예 9에 따른 광증폭기용 황화물 유리의 형광 스펙트럼 및 형광 수명은 도 6 및 표 1에 나타나 있다.
< 실시예 10 >
순도 99.999%의 Ge, As, Ga, S 4성분계와 99.9%의 CsBr 및 Pr을 출발 물질로 하였다. 이때 상기 4성분계와 CsBr의 조성비는 0.98[Ge0.30As0.06Ga0.02S0.62]-0.02CsBr로 하고, Ga/CsBr < 1로 하였으며, Pr은 300 ppm을 첨가하였다. 이하, 상기 실시예 1과 같은 과정을 거쳐 광증폭기용 유리를 얻었다. 본 발명의 실시예 10에 따른 광증폭기용 황화물 유리의 형광 스펙트럼 및 형광 수명은 도 7 및 표 1에 나타나 있다.
< 실시예 11 >
순도 99.999%의 Ge, Ga, S 3성분계와 99.9%의 KBr 및 Pr을 출발 물질로 하고, 이때 상기 3성분계와 KBr의 조성비는 0.98[Ge0.25Ga0.10S0.65]-0.08CsBr로 하고, Ga/KBr = 1로 하였으며, Pr은 300 ppm을 첨가하였다. 이하, 상기 실시예 1과 같은 과정을 거쳐 광증폭기용 유리를 얻었다. 본 발명의 실시예 11에 따른 광증폭기용 황화물 유리의 형광 스펙트럼 및 형광 수명은 도 8 및 표 2에 나타나 있다.
하기 <표 1>은 알칼리 할로겐으로서 CsBr을 사용한 본 발명의 실시예들을, 하기 <표 2>는 알칼리 할로겐으로서 KBr을 사용한 본 발명의 실시예를 각각 나타내고 있으며, 각 실시예에 따른 출발 물질의 모조성, Ga와 알칼리 할로겐의 첨가율및 형광 수명이 기재되어 있다.
실시예 모조성 Ga와 CsBr의 첨가율 비교 형광 수명(㎲)
Ga(%) 비교 CsBr(%)
1 Ge0.25Ga0.10S0.65 9.2 8 345
2 Ge0.25Ga0.10S0.65 9.091 = 9.091 1155
3 Ge0.25Ga0.10S0.65 9 < 10 1169
4 Ge0.29Ga0.05S0.66 4.8 4 378
5 Ge0.29Ga0.05S0.66 4.762 = 4.762 739
6 Ge0.29Ga0.05S0.66 4.725 < 5.5 1106
7 Ge0.18Ga0.18S0.64 15.345 14.75 973
8 Ge0.18Ga0.18S0.64 15.254 = 15.254 1188
9 Ge0.18Ga0.18S0.64 15.165 < 15.75 1261
10 Ge0.30As0.06Ga0.02S0.62 1.96 < 2 465
실시예 모조성 Ga와 KBr의 첨가율 비교 형광 수명(㎲)
Ga(%) 비교 KBr(%)
11 Ge0.25Ga0.10S0.65 9.091 = 9.091 479
도 3 내지 도 8은 종래의 실시예에 따른 광증폭기용 황화물 유리 및 본 발명의 바람직한 실시예들에 따라 제조된 광증폭기용 황화물 유리의 형광 스펙트럼이다. 본 발명에 따른 형광 스펙트럼을 측정하기 위해 여기 광원으로는 Ar+레이저로 구동되는 1014 nm의 Ti-sapphire 레이저를 사용하였으며, 상기 여기 광원을 이용해 황화물 유리 내의 Pr3+을1G4준위로 여기시키고, 이때 발생되는 형광을 1/8 m 모노크로메이터(monochromator)로 파장을 선별하여 InGaAs-PIN 감지기로 감지하였으며, 이를 컴퓨터와 연결된 록-인 증폭기(lock-in amplifier)로 분석하였다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 의해 제조된 광증폭기용 황화물 유리의 형광 스펙트럼을, 도 4는 본 발명의 실시예 2 및 3에 의해 제조된 광증폭기용 황화물 유리의 형광 스펙트럼을, 도 5는 본 발명의 실시예 4, 5 및 6에 의해 제조된 광증폭기용 황화물 유리의 형광 스펙트럼을, 도 6은 본 발명의 실시예 7, 8 및 9에 의해 제조된 광증폭기용 황화물 유리의 형광 스펙트럼을, 도 7은 본 발명의 실시예 10에 의해 제조된 광증폭기용 황화물 유리의 형광 스펙트럼을, 도 8은 본 발명의 실시예 11에 의해 제조된 광증폭기용 황화물 유리의 형광 스펙트럼을 각각 나타내고 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 광증폭기용 황화물 유리의 형광 감소 곡선으로서, 도 9는 종래의 실시예에 따른 광증폭기용 황화물 유리와 본 발명의 실시예에 따른 3성분계 광증폭기용 황화물 유리의 형광 감소 곡선이 비교 도시되어 있으며, 도 10에는 종래의 실시예에 따른 광증폭기용 황화물 유리와 본 발명의 실시예에 따른 4성분계 광증폭기용 황화물 유리의 형광 감소 곡선이 비교 도시되어 있다.
도시된 형광 감소 곡선은 디지털 오실로스코프(digital oscilloscope)에 의해 측정된 형광 세기의 시간에 대한 감소량을 토대로 산출하였다. 이때, 형광 수명은 형광 세기가 초기치의 1/e 되는 지점의 시간으로 정의하여 측정하였다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리 및 그 제조 방법은 다중 격자 진동 완화 현상을 감소시켜 형광 수명을 증대시킴으로써 고효율의 광증폭 성능을 가진 광증폭용 재료인 황화물 유리를 얻을 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 광증폭기용 황화물 유리에 있어서,
    Ge-Ga-S 3성분계와;
    상기 Ge-Ga-S 3성분계에 첨가된 Pr3+과;
    상기 Ge-Ga-S 3성분계에 첨가된 CsBr을 포함함을 특징으로 하는 알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리.
  2. 삭제
  3. 광증폭기용 황화물 유리에 있어서,
    Ge-Ga-S 3성분계와;
    상기 Ge-Ga-S 3성분계에 첨가된 Pr3+과;
    상기 Ge-Ga-S 3성분계에 첨가된 KBr을 포함함을 특징으로 하는 알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리.
  4. 광증폭기용 황화물 유리에 있어서,
    Ge-Ga-S 3성분계와;
    상기 Ge-Ga-S 3성분계에 첨가된 As와;
    상기 Ge-Ga-S 3성분계에 첨가된 Pr3+과;
    상기 Ge-Ga-S 3성분계에 첨가된 CsBr을 포함함을 특징으로 하는 알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리.
  5. 삭제
  6. 광증폭기용 황화물 유리의 제조 방법에 있어서,
    Ge, Ga, S, Pr3+및 알칼리 할로겐을 미리 설정된 조성비로 Ar 분위기하에서 실리카 용기에 채워 넣는 충진 과정과;
    상기 첨가물이 충진된 실리카 용기를 진공 상태에서 밀봉시키는 봉합 과정과;
    상기 밀봉된 실리카 용기에 열을 가해 용융시키는 용융 과정과;
    상기 용융된 실리카 용기를 냉각시키는 냉각 과정과;
    상기 실리카 용기를 유리 전이 온도에서 가열하는 소둔 과정을 포함함을 특징으로 하는 알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리의 제조 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 알칼리 할로겐으로는 CsBr을 사용함을 특징으로 하는 알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리의 제조 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 알칼리 할로겐으로는 KBr을 사용함을 특징으로 하는 알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리의 제조 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 출발 물질에 As를 추가로 첨가함을 특징으로 하는 알칼리 할로겐이 첨가된 광증폭기용 황화물 유리의 제조 방법.
  10. 삭제
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