本公开涉及光纤，特别涉及玻璃原料、玻璃、量子点光纤、光学放大器及制备方法。
背景技术：
1、光纤放大器(optical fiber ampler，ofa)能够在光纤通信线路中实现信号放大，光纤放大器的增益介质为光纤，光纤和泵浦激光器相连，当来自泵浦激光器的信号光通过该光纤时，信号光被放大，进而实现光纤通信。
2、量子点具有量子尺寸效应，使其吸收-辐射峰波长以及辐射谱的半高全宽依赖于量子点的粒径，所以，基于量子点光纤的光纤放大器在实现全波带光放大方面具有较大的应用潜力。例如，相关技术通过将pbse量子点直接生长在钠硼铝硅酸盐玻璃中，形成一种pbse量子点玻璃光纤。
3、然而，相关技术提供的pbse量子点玻璃光纤，其熔点较高，使得量子点对应的元素在拉丝过程中极易扩散和挥发，进而造成量子点损耗。
4、公开内容
5、鉴于此，本公开提供了玻璃原料、玻璃、量子点光纤、光学放大器及制备方法，能够解决上述技术问题。
6、具体而言，包括以下的技术方案：
7、一方面，提供了一种玻璃原料，所述玻璃原料包括以下摩尔百分比的各组分：20mol％～30mol％的sio2、30mol％～45mol％的b2o3、20mol％～35mol％的na2co3、5mol％～20mol％的zno、5mol％～10mol％的baco3、0.5mol％～2mol％的pbo、0.5mol％～2mol％的zns。
8、本公开实施例提供的玻璃原料，通过使一定摩尔配比的sio2、b2o3、na2co3、zno、baco3、pbo和zns协同复配作用，使得该玻璃原料能够用于制备低熔点的玻璃，并且，该玻璃中还能够原位生长pbs量子点，形成量子点玻璃或者形成量子点光纤的纤芯。由于pbs量子点具有波尔半径较大，量子约束效应明显，禁带宽度较窄，电子能带覆盖相当宽的近红外光谱区域(1200nm～2340nm)等优点，可见，基于该玻璃原料制备得到的量子点玻璃或者量子点光纤具有近红外宽带。由于玻璃原料对应的熔点较低，那么在通过拉丝制备量子点光纤时，相应地拉丝温度可以降低，这能够有效抑制pbs量子点在拉丝过程中扩散和挥发，从而避免造成pbs量子点损耗。
9、另外，由于该玻璃原料对应的熔点较低，那么其作为光纤的纤芯的原料时，这不仅使得纤芯与光纤包层之间的熔点差异进一步缩小，且在光纤拉制的过程中可以有效避免因为熔点差异带来的元素热扩散，使得拉丝过程中光纤的折射率和芯包比保持于稳定的状态，使得基于该玻璃原料制备得到单模量子点光纤成为可能。
10、另一方面，还提供了一种玻璃，所述玻璃的制备原料包括上述的玻璃原料。即，该玻璃原料包括以下摩尔百分比的各组分：20mol％～30mol％的sio2、30mol％～45mol％的b2o3、20mol％～35mol％的na2co3、5mol％～20mol％的zno、5mol％～10mol％的baco3、0.5mol％～2mol％的pbo、0.5mol％～2mol％的zns。
11、本公开实施例提供的玻璃具有本公开实施例的玻璃原料所带来的所有优点，例如，热力学稳定性强、熔点低(熔点范围为950℃～1100℃)、不易吸水等。
12、在一些可能的实现方式中，所述玻璃为量子点玻璃，所述量子点玻璃中具有pbs量子点。
13、本公开实施例提供的量子点玻璃能够在设定的热处理操作条件下稳定析出具有目标粒径且均匀分布的pbs量子点，且兼具热力学稳定性强、熔点低(熔点范围为950℃～1100℃)、不易吸水等优点。
14、在一些可能的实现方式中，所述pbs量子点的粒径为4nm～9nm。
15、通过调整pbs量子点的粒径和浓度，使得量子点玻璃具有较大的荧光半高宽，并且，通过改变pbs量子点的粒径可实现可调谐发光，且发光波段能够覆盖整个光纤通信窗口，例如，覆盖o+e+c+s+c+l+u波段的光纤通讯窗口。
16、再一方面，还提供了一种玻璃的制备方法，所述玻璃如上述任一所述，所述玻璃的制备方法包括：
17、将玻璃原料混合均匀，于熔融温度下熔融处理，得到玻璃原料液；
18、利用搅拌棒在所述玻璃原料液中由下至上地依次地分区域搅拌，得到玻璃熔体；
19、对所述玻璃熔体依次进行冷却成型和退火处理，得到所述玻璃。
20、本公开实施例通过玻璃烧制工艺来将玻璃原料成型制备为玻璃，特别地，在搅拌过程中，利用搅拌棒在玻璃原料液中由下至上地依次地分区域搅拌，得到玻璃熔体，这不仅能够有效避免pbs量子点对应元素的挥发，还能有效除去玻璃熔体中气泡，使得玻璃熔体质地均匀。
21、在一些可能的实现方式中，所述玻璃的制备方法还包括：
22、在热处理温度下对所述玻璃进行热处理，以析出pbs量子点，得到量子点玻璃。
23、通过对热处理工艺进行调节，能够在玻璃基体中获得不同粒径和不同掺杂浓度的pbs量子点，进而使得pbs量子点的发光性能可调控。
24、在一些可能的实现方式中，所述热处理温度为450℃～550℃。通过在上述热处理温度范围和热处理时间范围内进行热处理，能够实现对pbs量子点的粒径和掺杂浓度的有效调控，使得量子点玻璃的荧光半高宽范围足够大，能够覆盖o+e+c+s+c+l+u波段的整个光纤通讯窗口。
25、在一些可能的实现方式中，所述在热处理温度下对所述玻璃进行热处理，包括：
26、在一次热处理温度下，对所述玻璃进行一次热处理；
27、在二次热处理温度下，对所述玻璃进行二次热处理；
28、其中，所述一次热处理温度小于所述二次热处理温度，所述一次热处理温度为450℃～500℃，所述二次热处理温度为480℃～550℃。
29、通过二次热处理工艺来对玻璃进行热处理，首先通过温度相对较低的一次热处理，使得pbs量子点逐渐成长，并以粒径较小的晶粒形式存在，确保pbs量子点保持良好的一致性和均匀性。然后，再升温至二次热处理温度，使得pbs量子点的粒径逐渐长大至目标粒径。
30、在一些可能的实现方式中，提供保护气氛，在所述保护气氛下对所述玻璃进行热处理。
31、在一些可能的实现方式中，所述熔融温度为950℃～1200℃。
32、在一些可能的实现方式中，所述利用搅拌棒在所述玻璃原料液中由下至上地依次地分区域搅拌，得到玻璃熔体，包括：
33、使第一搅拌棒的搅拌端依次地在所述玻璃原料液的下层区域、中层区域和上层区域分别以第一搅拌速度进行搅拌；
34、使第二搅拌棒的搅拌端依次地在所述玻璃原料液的下层区域、中层区域和上层区域分别以第二搅拌速度进行搅拌；
35、所述第一搅拌速度大于或等于所述第二搅拌速度。
36、通过上述设置，能够进一步提高对玻璃原料液的均质化效果和除气泡效果。
37、再一方面，还提供了一种量子点光纤，所述量子点光纤包括：具有pbs量子点的纤芯和包覆于所述纤芯外部的包层；
38、所述纤芯的制备原料包括上述的玻璃原料。
39、本公开实施例提供的量子点光纤，具有上述玻璃原料的所有优点，基于使用了玻璃原料作为纤芯原料，使得该量子点光纤至少具有在近红外通讯波段宽带可调、低噪声、高增益等优点。该量子点光纤的发光波段能够覆盖整个光纤通信窗口，例如，覆盖o+e+c+s+c+l+u波段的光纤通讯窗口。
40、在一些可能的实现方式中，所述pbs量子点的粒径为4nm～9nm。通过调整pbs量子点的粒径和浓度，使得量子点光纤具有较大的荧光半高宽，并且，通过改变pbs量子点的粒径可实现可调谐发光，且发光波段能够覆盖整个光纤通信窗口。
41、在一些可能的实现方式中，所述包层的材质满足以下条件：所述包层的折射率小于所述纤芯的折射率，以及，所述包层的热膨胀系数与所述纤芯的热膨胀系数相匹配。
42、再一方面，还提供了一种量子点光纤的制备方法，所述量子点光纤如上述任一所述，所述量子点光纤的制备方法包括：
43、将玻璃原料混合均匀，于熔融温度下熔融处理，得到玻璃原料液；
44、利用搅拌棒在所述玻璃原料液中由下至上地依次地分区域搅拌，得到玻璃熔体；
45、对所述玻璃熔体依次进行冷却成型和退火处理，得到玻璃；
46、将所述玻璃制成圆柱形玻璃体，以及，提供用于形成包层的玻璃套管；
47、将所述圆柱形玻璃体插入玻璃套管中，得到光纤预制棒，对所述光纤预制棒进行拉丝处理，得到光纤前驱体；
48、对所述光纤前驱体进行热处理，以析出pbs量子点，得到所述量子点光纤。
49、在一些可能的实现方式中，所述热处理温度为450℃～550℃。
50、在一些可能的实现方式中，所述对所述光纤前驱体进行热处理，包括：
51、在一次热处理温度下，对所述光纤前驱体进行一次热处理；
52、在二次热处理温度下，对所述光纤前驱体进行二次热处理；
53、其中，所述一次热处理温度小于所述二次热处理温度，所述一次热处理温度为450℃～500℃，所述二次热处理温度为480℃～550℃。
54、在一些可能的实现方式中，提供保护气氛，在所述保护气氛下对所述光纤前驱体进行热处理。
55、再一方面，还提供了一种光学放大器，所述光纤放大器包括增益介质，所述增益介质由上述的任一玻璃(具体是量子点玻璃)所提供或者由任一所述的量子点光纤所提供。
56、基于使用了本公开实施例涉及的量子点玻璃或者量子点光纤作为增益介质，使得该光学放大器的工作带宽能够覆盖o+e+c+s+c+l+u波段，实现在宽波段的光信号放大。
57、在一些示例中，该光学放大器为光纤放大器，该光纤放大器还具有在通讯波段宽带可调、低噪声、高增益等优点。
58、在一些示例中，本公开实施例提供了一种应用于c波段的光纤放大器。
59、本公开实施例提供的光纤放大器，适用于以下场景中：长距离、大容量、高速率的通信系统，光接入网，光纤catv网，ftth和光传感等。
技术实现思路
1.一种玻璃原料，其特征在于，所述玻璃原料包括以下摩尔百分比的各组分：20mol％～30mol％的sio2、30mol％～45mol％的b2o3、20mol％～35mol％的na2co3、5mol％～20mol％的zno、5mol％～10mol％的baco3、0.5mol％～2mol％的pbo、0.5mol％～2mol％的zns。
2.一种玻璃，其特征在于，所述玻璃的制备原料包括权利要求1所述的玻璃原料。
3.根据权利要求2所述的玻璃，其特征在于，所述玻璃为量子点玻璃，所述量子点玻璃中具有pbs量子点。
4.根据权利要求3所述的玻璃，其特征在于，所述pbs量子点的粒径为4nm～9nm。
5.一种玻璃的制备方法，其特征在于，所述玻璃如权利要求2-4任一项所述，所述玻璃的制备方法包括：
6.根据权利要求5所述的玻璃的制备方法，其特征在于，所述玻璃的制备方法还包括：
7.根据权利要求6所述的玻璃的制备方法，其特征在于，所述热处理温度为450℃～550℃。
8.根据权利要求7所述的玻璃的制备方法，其特征在于，所述在热处理温度下对所述玻璃进行热处理，包括：
9.根据权利要求6所述的玻璃的制备方法，其特征在于，提供保护气氛，在所述保护气氛下对所述玻璃进行热处理。
10.根据权利要求5所述的玻璃的制备方法，其特征在于，所述熔融温度为950℃～1200℃。
11.根据权利要求5所述的玻璃的制备方法，其特征在于，所述利用搅拌棒在所述玻璃原料液中由下至上地依次地分区域搅拌，得到玻璃熔体，包括：
12.一种量子点光纤，其特征在于，所述量子点光纤包括：具有pbs量子点的纤芯和包覆于所述纤芯外部的包层；
13.根据权利要求12所述的量子点光纤，其特征在于，所述pbs量子点的粒径为4nm～9nm。
14.根据权利要求12所述的量子点光纤，其特征在于，所述包层的材质满足以下条件：所述包层的折射率小于所述纤芯的折射率，以及，所述包层的热膨胀系数与所述纤芯的热膨胀系数相匹配。
15.一种量子点光纤的制备方法，其特征在于，所述量子点光纤如权利要求12-14任一项所述，所述量子点光纤的制备方法包括：
16.根据权利要求15所述的量子点光纤的制备方法，其特征在于，所述热处理温度为450℃～550℃。
17.根据权利要求16所述的量子点光纤的制备方法，其特征在于，所述对所述光纤前驱体进行热处理，包括：
18.根据权利要求15所述的量子点光纤的制备方法，其特征在于，提供保护气氛，在所述保护气氛下对所述光纤前驱体进行热处理。
19.一种光学放大器，其特征在于，所述光学放大器包括增益介质，所述增益介质由权利要求3-4任一项所述的玻璃所提供，或者由权利要求12-14任一项所述的量子点光纤所提供。
