زجاج الفوسفات

تعريف:
المواد الزجاجية التي تحتوي أساسا على بنتاكسيد الفوسفور (P2O5).

الزجاج الفوسفاتي هو مادة زجاجية تتكون أساسا من بنتاكسيد الفوسفور (P2O5) ، وعادة ما تحتوي أيضا على مكونات كيميائية أخرى. ويمكن أن تعمل بوصفها وسيطة كسب الليزر ويمكن أيضًا استخدامها في الليزر السائب والألياف البصرية. تكمن ميزته الرئيسية في توافقها العالي مع أيونات الأرض النادرة (انظر وسائل الكسب المنشأة للأرض النادرة) ، مثل أيونات الإربيوم (Er3 +) ، والأيتربيوم (Yb3 +) ، والنيوديميوم (Nd3 +).
يمكن منشط زجاج الفوسفات بتركيزات عالية من أيونات الأرض النادرة النشطة بالليزر دون التسبب في آثار سلبية مثل التجميع ، والتي يمكن أن تؤدي إلى آثار إطفاء وتؤثر على أداء الليزر. تركيز المنشطات في ألياف الأربيوم المنشطة بالفوسفات أعلى بكثير من ألياف الكوارتز ، ومن الممكن زيادة ذلك بضعة نقاط مئوية. هذا يمكن تحقيق الليزر الألياف القصيرة والمضخمات، والتي ليست الميزة الوحيدة لهذا الزجاج، ولكن أيضا تشمل:

• يمكن لجويف الرنين الليزري القصير من الألياف تحقيق نطاق طيفي حر كبير ، مما يسهل تحقيق عملية تردد واحدة.  
• ليزر ردود الفعل الموزعة نفسها قصيرة جدا، في حين أن ألياف الفوسفات المنشأة للغاية يمكن أن تحقق امتصاص مضخة أكثر فعالية.  
• ليزر ألياف النبض القصير جدا أقل عرضة للتأثيرات غير الخطية إذا تم استخدام ألياف أقصر.  

بعض الخصائص الأخرى للزجاج الفوسفات تشمل:

1. يتراوح النطاق الطيفي للناقل البصري العالي من 0.4μم إلى 2μم ، أضيق قليلا من زجاج الكوارتز.  
2. المقطع العرضي الانتقالي وعمر حالة الطاقة العليا لأيونات الأرض النادرة في زجاج الفوسفات مناسب جداً. على سبيل المثال، مكبرات الألياف المناسبة للحصول على عرض النطاق الترددي المكسب العالي لها شكل طيفي واسع وسلس بسبب القطع العرضي الانتقالي.  
3. درجة حرارة الانتقال من الزجاج الفوسفات منخفضة نسبيا، حوالي 365°C. لذلك ، فإن ميناء الزجاج الفوسفاتي أكثر عرضة للذوبان عند التدفئة أثناء التشغيل عالي الطاقة. لذلك ، عند استخدام الزجاج الفوسفات لتحقيق الليزر الألياف عالية الطاقة والمضخمات ، يجب إيلاء الاهتمام لعدم ذوبان الزجاج أثناء حقن المضخة.  
4. الزجاج الفوسفات لديه عتبة تلف الألياف أقل بكثير وموصلية حرارية أقل بكثير من زجاج الكوارتز.  
5. على عكس العديد من وسائل الإعلام المكتسبة ، فإن معاملها الضوئي الحراري dn / dT أقل من 0. وهذا يشير إلى أن الحرارة المباشرة لها تأثير سلبي على تأثير العدسة الحرارية (إزالة التركيز) ، في حين أن مساهمة الإجهاد الإضافي وآثار التوسع أكبر من الصفر (التركيز) ؛ والنتيجة العامة هي أن تأثير العدسة الحرارية ضعيف جدا.  
6. المعامل غير الخطي للزجاج الفوسفات منخفض جدا، أصغر بثلاث مرات من زجاج الكوارتز.  

المزيج من الفوسفات والفلوريد الزجاج يسمى فلوروفوسفات الزجاج. وبالمثل، هناك أيضا زجاج فوسفوسيليكات وزجاج فوسفات الألومنيوم. وتستخدم هذه النظارات أيضًا بشكل شائع بوصفها وسائل الإعلام المكتسبة بالليزر.  

قد يكون للجهاز الذي يتم الحصول عليه عن طريق الجمع بين ألياف الفوسفات وألياف الكوارتز مشاكل لأن المواد المختلفة لها درجات حرارة انتقالية مختلفة ، مما يجعل الاندماج صعبًا للغاية (على الرغم من أنه ممكن أيضًا).