Er3+/Yb3+共掺锗碲酸盐玻璃的热稳定性、 Judd-Ofelt理论分析和光谱性质

用高温熔融法制备了一种Er3 /Yb3 共掺的70TeO2-5Li2O-10B2O3-15GeO2玻璃.测试和分析了其热稳定性、吸收光谱、荧光光谱和上转换发光.应用Judd-Ofelt理论计算了玻璃中Er3 的强度参数、自发辐射跃迁几率、辐射寿命以及荧光分支比.结果表明:这种玻璃具有较好的热稳定性,较宽的荧光半高宽和较大的受激发射截面,位于532 nm、546 nm和659 nm的上转换绿光和红光,分别对应于Er3 离子2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2的辐射跃迁,是一种较为合适的宽带光纤放大器和上转换激光器的基质材料.     

掺Er3+碲锌铋酸盐玻璃光谱特性研究

制备了掺铒碲锌铋酸盐玻璃样品84.5TeO2-(15-x)ZnO-xBi2O3-0.5mol% Er2O3(TZB x=0,2,4,6,8,10mol%).测试和分析了玻璃样品的吸收光谱、荧光光谱和4I13/2能级寿命等参数.根据McCumber理论,计算了Er3 受激发射截面(σpeake=(6.31～8.57)×10-21cm2)、并测量了Er3 荧光半高度(FWHM=65～70nm).结果表明:适量Bi2O3(～6mol%)的引入,能较好地改善玻璃样品FWHM,σpeake,4I13/2能级寿命和量子效率等光谱参数.     

Er3+掺杂重金属氧氟锗酸盐玻璃的光谱性质和上转换机理

研究了Er^3 掺杂重金属氧氟锗酸盐玻璃的吸收光谱和上转换光谱性质，分析了玻璃中Er^3 的上转换发光机理，应用Judd—Ofelt理论计算了Er^3 在玻璃中的强度参数Ωt(t=2，4，6)，自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命。结果表明，在975nm抽运光激发下，观察到强烈的绿光和微弱的红光；绿光和红光发射是由于双光子吸收过程，其上转换机理是能量转换(ET)和激发态吸收(ESA)。拉曼光谱分析表明，对于上转换发光，玻璃结构中的F^-离子起到重要作用。     

Ce3+离子对掺Er3+碲酸盐玻璃光谱性质的影响

研究了Ce3 + 对掺Er碲酸盐玻璃荧光光谱性质的影响 ,比较了不同的Ce3 + 掺杂浓度下Er3 + 离子荧光发光强度的变化 ,分析了Ce3 + 离子对Er3 + 离子作用的原理 ,应用经典方程计算了Er3 + 离子 4I1 1 / 2 能级的荧光寿命及其变化     

Er3+/Tm3+共掺碲酸盐玻璃的近红外光谱特性

选择 50TeO2-30B2O3-20BaO 系统作为稀土掺杂的基础玻璃,通过高温熔融法制备了不同掺杂比的Er3+/Tm3+共掺和单掺碲酸盐玻璃。通过比较共掺和单掺碲酸盐玻璃的吸收光谱和 808 nm 泵浦光激发下的发射光谱,发现 Tm3+的掺入会降低 Er3+在 1 550 nm 处的发光强度,通过能量传递可以得到 Tm3+的 1 800 nm 发光。此外,Er3+/Tm3+使该玻璃具备了发光性能,当 Er3+/Tm3+分别达到摩尔分数 1.0%和 0.4%时,发光强度达到最大值,继续提高掺杂浓度,发光强度反而减弱。     

Er3+离子对Er3+/Tm3+共掺碲酸盐玻璃1.85μm波段光谱特性的影响

采用高温熔融淬火技术制备了1.0 mol% Tm3＋离子和x mol% Er3＋离子(x=0,0.5和1.5 mol%)掺杂 的系列碲酸盐玻璃,通过测量玻璃样品的差热扫描曲线(DSC)、X射线衍射(XRD)图和荧光光 谱,对不同 Er3＋浓度下的玻璃物理性能和Tm3＋离子荧光特性进行了研究。DSC结果显 示,研制的稀土掺杂碲酸盐玻璃 具有优异的热稳定性能,玻璃样品的析晶温度与转变温度之差大于130 ℃,而XRD图则证实了研制的玻璃 样品具有非晶结构特征。在808 nm泵浦激励下,随着Er3＋离 子的引入,Tm3＋离子³F₄→³H₆能级间跃迁产生 的1.85 μm波段荧光显著增强。当Er3＋离子掺杂浓度为1.0 mol%时,荧光强度提高了约76%,荧光强度的 显著增强归因于Er3＋离子和Tm3＋离子之间的能量传递。然而,随着Er 3＋离子掺杂浓度的继续增加,1.85 μm 波段荧光呈现出衰减现象,这归结于Er3＋离子浓度的淬灭效应。研究表明,具有合 适浓度Er3＋/Tm3＋共掺碲 酸盐玻璃是一种应用于1.85 μm波段固体激光器和光纤放大器的理想 基质材料。     

高非线性铋酸盐玻璃光纤的研究进展

一种具有极高非线性系数(γ=1 360 W-1·km-1)的新型非线性光纤--铋酸盐玻璃光纤近年来受到广泛关注.为此首先介绍了铋酸盐玻璃作为非线性材料的特点,综述了铋酸盐玻璃光纤作为高非线性光纤的研究历程和应用情况,最后对当前铋酸盐玻璃光纤研究中存在的问题进行了讨论.     

Er3+/Yb3+共掺Bi2O3-GeO2-Na2O玻璃的上转换发光

研究了不同Er3 /Yb3 掺杂比46Bi2O3-44GeO2-10Na2O(B46G44N10)(摩尔分数)玻璃的吸收光谱、红外吸收谱和上转换光谱性质,分析了玻璃中Yb3 敏化Er3 的上转换发光机制。测试了Er3 离子在不同Yb3 浓度下玻璃中的上转换荧光强度,得到最佳的掺杂质量比Er3 ∶Yb3 =1∶6。计算了在980 nm激发下Er2O3质量分数为0.5%和Yb2O3质量分数为3.0%的Er3 /Yb3 共掺B46G44N10玻璃的绿光上转换效率为2.27×10-4。比较了不同基质材料玻璃的上转换效率,结果表明B46G44N10玻璃是一种良好的上转换基质材料。     

Er3+掺杂Bi2O3-B2O3-Ga2O3玻璃光谱性质及热稳定性研究

用高温熔融法制备了Er3 掺杂50Bi2O3-(50-x)B2O3-xGa2O3(x=0,4,8,12,15 mol%)系列玻璃,测试了上述玻璃样品的吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命及热稳定性.分别应用Judd-Ofelt理论和McCumber理论计算了Er3 强度参数和受激发射截面.研究发现,当Ga2O3含量在mol 8%时,荧光半高宽(FWHM)、峰值发射截面(σpeak e)和4I13/2能级荧光寿命(τm)均达到了峰值,其FWHM和σpeake分别为81 nm和1.03×10-20cm2.热稳定性则随着Ga2O3含量的增加而改善,析晶开始温度(Tx)和玻璃转变温度(Tg)之间的差值(△T)最高达到了261℃.研究表明,含适当重金属Ga2O3的铋硼酸盐玻璃具有较好的光学性能和热稳定性,适合于作为高增益、低噪声的宽带掺铒光纤放大器的基质材料.     

Yb3+掺杂锌锗碲酸盐玻璃的热分析、光谱和激光性质

设计了组成为0．70TeO2-(0．20-x)ZnO-xGeO2—0．05La2O3-0．025K2O-0．025Na2O-0．01Yb2O3(摩尔分数x=0,0．05，0．10，0．15和0．20)的碲酸盐激光玻璃，测试了热学性质、吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命。计算了Yb^3 离子的吸收截面、受激发射截面、荧光有效线宽等参数。结果表明，组成为0．70TeO2-0．20GeO2-0．05La2O3-0．025K2O-0．025Na2O的玻璃具有优于著名的碲锌钠(TZN)玻璃的热稳定性，高的受激发射截面(1．23pm^2)。长的荧光寿命(0．92ms)和宽的荧光有效线宽(77nm)。通过激光性能评价。最小抽运强度为0．98kW／cm^2，表明掺Yb^3 组份的碲酸盐玻璃是实现高能短脉冲可调谐激光器的理想增益介质。     

Tb~(3+)/Dy~(3+)共掺杂磁光玻璃的制备及性能研究

为增加磁光玻璃中稀土氧化物的含量,进一步提高Verdet常数,选择Ga2O3-B2O3-SiO2(GBS)系统,采用熔融淬冷法,制备了高稀土氧化物含量的Tb3+/Dy3+共掺杂磁光玻璃,并研究了玻璃的形成能力及物理化学性质。结果表明:Tb3+/Dy3+共掺杂GBS玻璃的稀土含量高达45%(摩尔分数,下同),高于单掺杂Tb3+时的35%,其Verdet常数也由104.76rad/(T·m)提高至119.31rad/(T·m)。这证明了稀土氧化物玻璃的顺磁性不仅与单位体积内有效磁子的数量有关,而且与磁矩有关;GBS玻璃的热稳定性随着稀土氧化物掺量的增加,呈现先提高后降低的趋势。     

Er/Yb共掺光纤放大器前向放大自发辐射模型

提出了Er/Yb共掺的光纤放大器中,Yb离子仍然存在基态能级斯塔克(Stark)分裂的假设,考虑1060 nm波段辐射,利用速率方程和传输方程,结合Er/Yb共掺双包层光纤的吸收和发射系数谱,采用4阶龙格-库塔(Runge- Kutta)算法,建立了模拟Er/Yb共掺双包层光纤放大器放大自发辐射(ASE)光谱的理论模型。通过改变抽运功率和信号功率,对其前向放大自发辐射光谱特性进行了全面的分析。大信号入射时,改变抽运功率,只改变输出功率大小。输出光谱形状不变,而当信号功率足够小时,前向放大自发辐射光谱在1535 nm和1543 nm处会出现2个局部峰值,理论模拟与实验数据相符。     

Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃光纤放大器的增益综述

主要从磷酸盐玻璃光纤的离子掺杂浓度、量子转换效率、信号波长与功率、抽运波长与功率以及光纤长度等方面概述了Er3+/Yb3+共掺磷酸盐玻璃光纤放大器的增益.并简要介绍了国外在该方面的研究进展.     

掺Er3+及Er3+/Yb3+石英有源光纤的制作与应用

综述了掺Er^3 及Er^3 /Yb^3 石英有源光纤的材料特性，制作工艺及应用，并展望了这两种光纤材料的发展前景。     

Al3+对掺Er3+溶胶-凝胶玻璃发光性质的影响

为了制备高性能的掺Er硅基玻璃,通过溶胶-凝胶方法制备了掺Er3+和Al3+的硅基玻璃,研究了Al3+对Er3+发光性能的影响。结果表明,掺Al3+后使样品中Er3+离子的最大掺杂浓度提高1倍,发光强度也明显增强,是不掺Al3+的Er-硅基玻璃中Er3+离子发光强度的20多倍。通过分析发现,Al3+和Er3+之间并不是简单的能量传递关系,而是在改变原基质结构的同时,有效分散了样品中的Er3+离子,降低了Er3+离子之间的交叉弛豫几率;在980nm波长激发下,Er3+离子只有654nm一个波长的上转换荧光。     

Ag NPs induced near-infrared emission enhancement of Er3+/Tm3+ codoped tellurite glass

Ag nanoparticles(NPs) were introduced into Er³⁺/Tm³⁺ codoped tellurite glasses prepared using melt-quenching and heat-treated techniques. The glass samples were characterized by the differential scanning calorimeter(DSC), X-ray diffraction(XRD), transmission electron microscopy(TEM) and photoluminescence to reveal the Ag NPs induced broadband near-infrared band emission enhancement of Er³⁺/Tm³⁺ ions. The studied glasses possessed good thermal stability with△T larger than 137 ℃. For glass sample heat-treated at 360 ℃ for 6 h, the nucleated Ag NPs in near-spherical shape with an average diameter about 6.5 nm dispersed in the glass matrix. Under the excitation of 808 nm laser diode(LD), the broadband near-infrared fluorescence emission extending from 1 350 nm to 1 620 nm, owing to the combined contributions from the ³H₄→³F₄ transition of Tm³⁺ at 1.47 μm band and the ⁴I_13/2→⁴I_15/2 transition of Er³⁺ at 1.53 μm band, improved significantly with the introduction of Ag NPs, which is mainly attributed to the increased local electric field. The present results indicate that Er³⁺/Tm³⁺/Ag NPs codoped tellurite glass with good thermal stability is a promising glass material for broadband fiber amplifiers of WDM transmission systems.     

Effect of B2O3 on the spectroscopic properties in Er3+/Ce3+ co-doped tellurite-niobium glass

The high phonon energy oxide of B2O3 is introduced into the Er3+/Ce3+co-doped tellurite-niobium glasses with composition of TeO2-Nb2O5-ZnO-Na2O.The absorption spectra,1.53 μm band fluorescence spectra,fluorescence lifetime and Raman spectra of Er3+in glass samples are measured together with the calculations of Judd-Ofelt spectroscopic parameter,stimulated emission and absorption cross-sections,which evaluate the effect of B2O3 on the 1.53 μm band spectroscopic properties of Er3+.It is shown that the introduction of an appropriate amount of B2O3 can further improve the 1.53 μm band fluorescence intensity through an enhanced phonon-assisted energy transfer(ET) between Er3+/Ce3+ions.The results indicate that the prepared Er3+/Ce3+co-doped tellurite-niobium glass with an appropriate amount of B2O3 is a potential gain medium for the 1.53 μm bandbroad erbium-doped fiber amplifier(EDFA).     

Fluorosilicate and fluorophosphate superfluorescent multicore optical fibers co-doped with Nd3+/Yb3+

In the paper spectroscopic properties of two fluorosilicate and fluorophosphate glass systems co-doped with Nd³⁺/Yb³⁺ ions are investigated. As a result of optical excitation at the wavelength of 808 nm strong and wide emission in the 1 μm region corresponding to the superposition of optical transitions ⁴F_3/2 → ⁴I_11/2 (Nd³⁺) and ²F_5/2 → ²F_7/2 (Yb³⁺) can be observed. The optimization of Nd³⁺ → Yb³⁺ energy transfer in both glasses allows to manufacture multicore optical fibers with narrowing and red-shifting of amplified spontaneous emission (ASE) at 1.1 μm.     

Er3+单掺和Er3+/ Yb3+共掺碲钨酸盐玻璃光谱性能

制备了Er3 + 单掺和Er3 + /Yb3 + 共掺碲钨酸盐玻璃 ,测量了Er3 + 在玻璃中的吸收光谱和 970nmLD激发下的荧光光谱和荧光寿命 ,计算了Er3 + 离子 1 5 μm波段的吸收和发射截面 ,研究了其荧光强度和发射带宽与掺Yb3 + 浓度间的关系。结果表明 ,共掺Yb3 + 可明显提高Er3 + 离子 1 5 μm荧光发射强度 ,并有利于提高其发射带宽。实验所得最佳掺Yb3 + 离子浓度为 3 6 6× 10 2 0 ions/cm3 ,Er3 + 离子 1 5 μm发射最大FWHM值为 81nm。