掺铒锑硅酸盐玻璃光谱性质的研究

研究了Er3+掺杂锑硅酸盐玻璃(5Na2O-20B2O3-30Sb2O3-44SiO2-1Er2O3)的光谱性质,并与同组成的Er3+掺杂铋硅酸盐玻璃的光谱性能进行了对比.实验结果表明在1.53 μm处锑硅酸盐玻璃有较大的受激发射截面(σe = 7.86×10-21 cm2),荧光半高宽(FWHM)为73 nm,而同组成铋硅酸盐玻璃中仅为59 nm.锑硅酸盐中FWHM ×σe为574,高于在锗酸盐、硅酸盐、磷酸盐、碲酸盐和铋硅酸盐玻璃中的增益带宽.结果表明Er3+掺杂锑硅酸盐玻璃是光纤宽带放大器富有前途的一种基质材料.     

K~+，Yb~(3+)：BaWO_4晶体光谱性能研究

为提高Yb~(3+)离子在BaWO_4晶体中的掺入量,采用了双掺K~+离子的方法,增大Yb~(3+)离子的分凝系数,使K~+(x(K~+)=0.01),Yb~(3+)(x(Yb~(3+))=0.02):BaWO_4晶体在977 nm处的吸收系数达到α=0.494 cm~(-1).研究了波长为930 nm的LD激光抽运时相应于Yb~(3+)离子~2F_(5/2)→~2F_(7/2)跃迁的960～1 020 nm的荧光光谱,其在1 005 nm处的发射截面σ_(?)=6.286 pm~2,荧光寿命为0.4 ms.实验表明K~+,Yb~(3+):BaWO_4是一种新型近红外激光晶体。     

波导适用型铝锗酸盐玻璃中铥离子近红外荧光发射

采用熔融淬冷法制备了铥镱掺杂铝锗酸盐玻璃,表征了热离子交换玻璃样品的波导折射率分布和红外光谱参量。实验结果表明,钾钠热离子交换可将铝锗酸盐玻璃制成平面光学波导,在380℃下钾钠离子交换的有效扩散系数为0.070μm~2/min。Judd-Ofelt强度参数分别为5.36×10~(-20)、1.44×10~(-20)和0.92×10~(-20) cm~2,反映出铝锗酸盐玻璃中铥离子周围环境具有较高的反演非对称性和较强的共价性。在975nm激光泵浦下可观察到有效的铥离子1.8μm处3F4→3 H6近红外发射,最大受激发射截面为5.77×10~(-21) cm~2,理论增益值可达1.95dB/cm。有效的近红外荧光发射和稳定的波导性能表明铥镱掺杂铝锗酸盐玻璃在医用紧凑波导型光源和激光雷达等领域具有潜在的应用价值。     

Bi_2O_3-GeO_2(B_2O_3)玻璃的结构研究

本文测定了铋锗酸盐、铋硼酸盐玻璃的IR光谱和EXAFS谱,分析了Bi~(3+)对B-O、Ge-O网络结构的影响,讨论了Bi~(3+)在氧化物玻璃中的结构形态。结果表明:Bi_2O_3能够给锗酸盐玻璃提供非桥氧,使[GeO_4]四面体构成的结构网络解聚;Bi_2O_3能够提供游离氧给硼酸盐玻璃,使[BO_3]三角体转变成[BO_4]四面体。晶体中不规则的[BiO_6]八面体在玻璃中产生了更为严重的畸变,使极化率很大的Bi~(3+)离子在氧化物玻璃中可能以低配位的[BiO_3]基团形式存在。     

Eu~(3+)掺杂ZnO-Sb_2O_3-P_2O_5微晶玻璃结构与发光性能

采用熔融退火技术制备了ZnO-Sb_2O_3-P_2O_5:Eu~(3+)荧光玻璃,采用不同的处理制度对荧光玻璃进行热处理,制备了ZnO-Sb_2O_3-P_2O_5:Eu~(3+)微晶玻璃。利用差热分析、X射线衍射(XRD)分析、扫描电子显微镜(SEM)以及荧光光谱等手段分析了微晶玻璃的晶相组成、显微结构以及热处理工艺对荧光性能的影响。结果表明,Eu~(3+)掺杂ZnO-Sb_2O_3-P_2O_5微晶玻璃,其激发光谱主要分布在350～550 nm,激发峰位于364、384、395、466、530 nm,主激发峰位于395 nm处;在395 nm激发下,发出红光,观测到其5个发射峰分别位于在578 nm (~5D_0→~7F_0)、592 nm (~5D_0→~7F_1)、614 nm (~5D_0→~7F_2)、654 nm (~5D_0→~7F_3)和702 nm (~5D_0→~7F_4);在所研究范围内,随着热处理温度的升高,Eu~(3+)在微晶玻璃样品中的发射峰强度先增大后减小,但均大于未热处理的微晶玻璃;在510℃下处理2 h制得的微晶玻璃发射强度最高。     

稀土共掺氧氯碲酸盐玻璃三基色上转换发光研究

研究了ZnCl2调整Er3+/TM3+/Yb3+共掺氧氯碲酸盐玻璃的Raman光谱、吸收光谱和上转换荧光光谱,分析了上转换发光机理.结果发现该体系玻璃具有较低的声子能量,在980nmLD激发下,可以同时观察到明显的蓝色(476 nm)、绿色(530 nm和545 nm)和红色(656 nm)上转换发光.上转换蓝光是一个三光子吸收过程,而上转换绿光和红光均为双光子吸收过程.随着ZnCl2含量的增加,玻璃的发光性能有一定提高.研究结果表明Er3+/TM3+/Yb3+共掺氧氯碲酸盐玻璃是一种三维立体显示用激光玻璃的潜在基质材料.     

Er~(3+)、Y~(3+)、Yb~(3+)离子共掺杂的氧化铝发光材料的制备及其表征

随着光通信的发展,人们对于光通信所用的放大器,以及放大器所用的发光材料的要求越来越高,越来越苛刻.在光通信系统中,由于掺稀土光纤放大器的结构使得它不可能被集成,人们开始考虑研制平面掺铒光波导放大器(EDWA),即利用光波导掺入的稀土铒离子在抽运光作用下的受激辐射实现的.光通信器件的小型化集成化是发展的趋势.本文通过Y~(3+),Yb~(3+),与Er~(3+)共掺Al2O3粉末,试图提高Er~(3+)在基体中的分散度和均匀度,降低掺Er~(3+)材料中的光子猝灭中心(—OH)浓度,研究不同浓度Yb~(3+)共掺对材料微结构的调制情况,以及对Al2O3发光特性的影响,以期获得性能优良的Al2O3发光材料.     

掺铒碲酸盐玻璃的热稳定性和光谱性能

研究了掺铒TeO2-BaO-TiO2-La2O3碲酸盐玻璃的热稳定性及Er^3＋离子的吸收和荧光光谱性质。应用Judd-Ofelt理论计算了玻璃的强度参数Ω1（t=2、4、6）、Er^3＋离子在玻璃中的谱线强度、自发辐射几率以及辐射寿命。应用McCumber理论计算了受激发射截面。分析了TiO2对碲酸盐玻璃热稳定性和光谱性能影响，碲酸盐玻璃中含0—5％摩尔分数TiO2时可以有效地改善玻璃的热稳定性。该玻璃系统具有较好的增益带宽和热稳定性，适合于作为掺铒碲酸盐光纤放大器用基质材料。     

二极管泵浦的Ho3+, Pr3+:LiLuF4 3 μm 激光

根据3μm连续激光产生机理和对基质材料要求,结合1.9μm和1.1μm激光二极管泵浦掺Ho~(3+)材料结果,采用1.1μm激光二极管泵浦Ho~(3+),Pr~(3+):Li Lu F4晶体,产生3μm激光。实验用泵源波长为1.140～1.150μm,带宽为5 nm,功率为0～10 W,光纤耦合输出;Ho~(3+),Pr~(3+):Li Lu F4晶体体积为3 mm×3 mm×30 mm,Ho~(3+)离子掺杂原子百分含量为2%,Pr~(3+)离子掺杂原子百分含量为0.6%;实验获得波长为2 934 nm连续激光输出,最大功率达到50 m W,斜率效率为22.6%,最大功率时,光束的质量M2因子约为4。     

掺铒碲酸盐光纤的上转换激光数值分析

研究了掺铒碲酸盐玻璃光纤在980 nm激光抽运下的上转换发光特性.基于Er3+离子在碲酸盐玻璃中的能级跃迁的速率方程,利用龙格-库塔法进行数值模拟,分析了光纤中Er3+离子各能级间的粒子布居数随时间变化的情况、抽运光功率和Er3+掺杂浓度对上转换绿光输出功率之间的关系.