铋掺杂激光玻璃是玻璃领域的研究热点,其近红外发光可以覆盖石英光纤低损耗传输波段,因此可作为新型超宽带光放大器应用于光通信系统中。针对目前的铋掺杂玻璃基质的熔融温度较高导致铋挥发损失的问题,我们选择了具有较低熔融温度且能增强铋发光的R₂O（RO）-Ta₂O₅-SiO₂三元玻璃进行研究。主要内容如下:一、总结了碱金属氧化物（Li₂O,Na₂O,K₂O）或碱土金属氧化物（MgO,CaO,SrO,BaO）与Ta₂O₅、SiO₂组成的三元化合物相图上的玻璃形成范围。二元碱硅酸盐玻璃中氧化硅含量一般仅能在60-80 mol%范围内变化,但碱金属氧化物类三元体系中,Li₂O/Na₂O-Ta₂O₅-SiO₂体系具有较大的玻璃形成范围,位于Ta₂O₅含量在0-40 mol%,Li₂O/Na₂O含量在20-40 mol%以及SiO₂含量在40-80 mol%间变化的区域。碱土金属氧化物类三元体系的BaO-Ta₂O₅-SiO₂玻璃形成范围也较大,Ta₂O₅含量为0-10 mol%,RO含量在30-50mol%以及SiO₂含量为50-70 mol%。总体上看,三元体系特别是R₂O-Ta₂O₅-SiO₂的玻璃形成能力更好。由于氧化钽对氧化硅的替换使玻璃网络的解聚,玻璃的熔融温度降低,密度和折射率等性质也会得到明显提高。这些基础研究有助于新型功能玻璃的设计与制备。二、在1600℃以下熔制的铋掺杂R₂O（RO）-Ta₂O₅-SiO₂玻璃,铋的含量损失小于5%。在400-500 nm氙灯或808 nm激光的激发下,样品得到了覆盖1000-1600 nm的超宽带近红外发光,峰位一般位于1200-1300 nm,并且部分样品的发光峰位可以通过改变激发波长进行调节。样品的发光寿命为200-300μs。三、解释了铋发光性能受R₂O（RO）-Ta₂O₅-SiO₂玻璃的组分和结构影响的机理。作为玻璃修饰体的R₂O和RO造成玻璃网络的桥氧断裂,对铋发光中心的稳定不利。但小范围内提高它们的含量能降低玻璃粘度（如15-20 mol%Na₂O的情况下）从而使铋元素分布均匀和提高发光性能。适量的氧化钽（与碱金属氧化物共存时,在10 mol%以上;与碱土金属氧化物共存时,在10 mol%以下）能够调节玻璃网络修饰体离子的配位,从而有利于分布于玻璃网络结构中的铋的发光。这些工作丰富了铋近红外发光机理的研究,也为铋掺杂玻璃和光纤的组分设计和发光调控提供了参考。