Vidrio fosfórico

definición:
Materiales de vidrio que contienen principalmente pentóxido de fósforo (P2O5).

El vidrio fosfato es un material de vidrio compuesto principalmente por pentóxido de fósforo (P2O5), y generalmente también contiene otros componentes químicos. Puede servir como medio de ganancia láser y también puede usarse en láseres a granel y fibras ópticas. Su principal ventaja radica en su alta compatibilidad con iones de tierras raras (ver medios de ganancia dopados con tierras raras), tales como iones de erbio (Er3+), iterbio (Yb3+) y neodimio (Nd3+).
El vidrio de fosfato puede doparse con altas concentraciones de iones de tierras raras activas del láser sin causar efectos adversos tales como agrupamiento, lo que puede conducir a efectos de extinción y afectar el rendimiento del láser. La concentración de dopaje en fibra de erbio dopada con fosfato es mucho mayor que la de fibra de cuarzo, y es posible aumentarla en varios puntos porcentuales. Esto puede lograr láseres de fibra corta y amplificadores, lo que no es la única ventaja de este vidrio, sino que también incluye:

• Una cavidad de resonancia láser de fibra corta puede lograr un amplio rango espectral libre, lo que hace que sea más fácil lograr una operación de frecuencia única.  
• Los láseres de retroalimentación distribuidos son muy cortos, mientras que las fibras de fosfato altamente dopadas pueden lograr una absorción de bomba más eficaz.  
• Los láseres de fibra de pulso ultracorto son menos susceptibles a efectos no lineales si se usan fibras más cortas.  

Algunas otras propiedades del vidrio fosfato incluyen:

1. El rango espectral de alta transmitancia óptica oscila desde 0,4μm a 2μm, ligeramente más estrecho que el vidrio de cuarzo.  
2. La sección transversal de transición y la vida útil del estado de energía superior de los iones de tierras raras en vidrio fosfato son muy adecuadas. Por ejemplo, los amplificadores de fibra adecuados para obtener un ancho de banda de alta ganancia tienen una forma espectral ancha y lisa debido a la sección transversal de transición.  
3. La temperatura de transición del vidrio fosfato es relativamente baja, aproximadamente 365°C. Por lo tanto, el puerto de vidrio fosfato es más propenso a fundirse cuando se calienta durante la operación de alta potencia. Por lo tanto, cuando se utiliza vidrio fosfato para lograr láseres y amplificadores de fibra de alta potencia, se debe prestar atención a no fundir el vidrio durante la inyección de la bomba.  
4. El vidrio de fosfato tiene un umbral de daño de fibra mucho menor y una conductividad térmica mucho menor que el vidrio de cuarzo.  
5. A diferencia de muchos medios de ganancia, su coeficiente fototérmico dn/dT es menor que 0. Esto indica que el calor directo tiene un impacto negativo en el efecto de la lente térmica (desenfoque), mientras que la contribución de efectos de tensión y expansión adicionales es mayor que cero (enfoque); El resultado general es que el efecto de la lente térmica es muy débil.  
6. El coeficiente no lineal del vidrio fosfato es muy bajo, tres veces menor que el del vidrio de cuarzo.  

La mezcla de fosfato y fluoruro de vidrio se llama vidrio fluorofosfato. Del mismo modo, también hay vidrio de fosfosilicato y vidrio de fosfato de aluminio. Estas gafas también se usan comúnmente como medios de ganancia láser.  

El dispositivo obtenido combinando fibra de fosfato y fibra de cuarzo puede tener problemas porque los dos materiales diferentes tienen temperaturas de transición diferentes, haciendo que la fusión sea muy difícil (aunque también sea posible).