Jean-Louis Doualan, Guillaume Canat, Patrick Houizot, Richard Moncorge, Virginie Nazabal, Frédéric Smektala, Virginie Moizan, Jean-Luc Adam, Johann Troles, Jean-Pierre Cariou, Institut des Sciences Chimiques de Rennes ( ISCR ), Université de Rennes 1 ( UR1 ), Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Université de Rennes ( UNIV-RENNES ) -Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes-Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne ( LICB ), Université de Bourgogne ( UB ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique ( CIMAP - UMR 6252 ), Université de Caen Normandie ( UNICAEN ), Normandie Université ( NU ) -Normandie Université ( NU ) -Ecole Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen ( ENSICAEN ), Normandie Université ( NU ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), ONERA - The French Aerospace Lab ( Chatillon ), ONERA, Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB), Université de Bourgogne (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ONERA - The French Aerospace Lab [Châtillon], ONERA-Université Paris Saclay (COmUE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (LICB), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), and Normandie Université (NU)
International audience; Mid-infrared (IR) lasers are of interest for a variety of applications including environmental sensing, LIDAR and military counter measures. However, this wavelength range lacks powerful, coherent, robust and compact sources. A solution can lie in chalcogenide glasses as host materials for rare earth ions. With an extended infrared transparency, low phonon energy limiting the non radiative multiphonon relaxation rates and suitable rare earth solubility, sulfide glasses based on Ge-Ga-Sb-S system make available radiative transitions in the mid-IR range. The glasses with nominal composition of Ge20Ga5Sb10S65 doped with Er3+ (500 to 10000 ppm) were prepared by means of conventional melting and quenching method. The Er3+, widely studied in glass fibers for near-IR amplification, was initially selected for the transition 4I9/2 to 4I11/2 emitting at around 4.5 μm in order to demonstrate the ability of this sulfide composition for midinfrared fiber lasers application. In these objectives, absorption and emission spectra have been recorded and the radiative decay lifetime of excited levels (4I9/2, 4I11/2 and 4I13/2) has been determined. These last experimental results were compared with those obtained by Judd-Ofelt model from absorption cross-sections of all observable transitions. Therefore, the 4I9/2 radiative quantum efficiency was estimated at 67 %. The emission cross-section was 2.6x10-21 cm2 at 4.6 μm obtained by Fütchbauer-Ladenburg theory. The product of measured lifetime and emission cross-section for 4I9/2 -> 4I11/2 transition is about 1.87x10-24 cm2.s is comparable with that for GaLaS glasses. The fiber drawing of the Er3+ doped Ge20Ga5Sb10S65 glasses and measurements of optical losses in mid-IR are currently in progress and first results were presented.