C+L波段铋铒共掺光纤放大器的带宽增益理论计算数据集

在纯SiO2结构的基础上掺杂0价、+1价、+2价、+3价态Bi，其DOS及其在带隙中的能级跃迁，实验上测出的掺Bi光纤的吸收峰的大概位置是300 nm、500 nm、700 nm、800 nm，测出的掺Bi光纤的发射峰的位置有750 nm、1140 nm、1122 nm、1250 nm，掺杂4种价态Bi的SiO2的Energy difference of gap state所对应的跃迁波长能够与实验上所测得的吸收、发射波长大致相对应。
独立粒子近似情况下不同价态Bi掺杂SiO2 的吸收系数为仿真实验获得。 在独立粒子近似情况下，不考虑局域场效应，利用VASP计算了0、+1、+2、+3价Bi掺杂SiO2 模型在XX、YY、ZZ三个方向上的吸收系数。
吸收波长及其相应的谐振子强度或吸收系数为仿真实验获得。前面计算涉及到的能级差是基于传统的DFT，DFT只能计算基态性质，不能计算激发态性质，这里的研究涉及到的光吸收、发射的光学性质是属于激发态过程，故传统的DFT不太精确。现在利用精确的LR—TDDFT计算激发能则计算了5种模型：0价、+1价、+2价、+3价Bi 掺杂SiO2以及未掺杂的纯SiO2模型。
Bi3+/Er3+共掺SiO2的PDOS及其能级跃迁波长为仿真实验获得,其中 Er+数字和Bi+数字代表体系带隙附近的Er和Bi的态密度投影对应的峰,内置图为Bi3+/Er3+共掺SiO2模型。
不同价态下Bi和Er共掺SiO2的谐振子强度为仿真实验获得，横坐标代表吸收波长，振子强度单位是任意的，Bi3+ /Er3+共掺和Er3+单掺SiO2在C+L波段的放大图，S+数字n代表相应体系的第几激发态，后面的数字是此激发态下所对应的激发能量 (吸收波长)，Er3+单掺和 (b)Bi3+/Er3+共掺SiO2的吸收谱，其展宽均设置为0.013 eV。