La2O3含量对Tm3+掺杂碲酸盐玻璃热稳定性及光学性能的影响

采用高温熔融法,制备了75TeO2-20ZnO-xLa2O3-0.8Tm2O3(x=0、5、10、15mol%)系列玻璃。探讨了La2O3含量对玻璃热稳定性的影响规律;计算了Tm3+在玻璃中的Judd-Ofelt(J-O)强度参数、自发辐射概率、荧光分支比及荧光辐射寿命;分别在473nm和808nm泵浦源下测量了玻璃的荧光光谱,计算了Tm3+在碲酸盐玻璃中的荧光有效线宽、峰值受激发射截面。研究发现,随着La2O3含量的增加,碲酸盐玻璃ΔT(ΔT=Tx-Tg,即初始析晶温度Tx与玻璃转变温度Tg之差)从123℃增加到180℃,玻璃热稳定性提高;La2O3的添加有利于提高Tm3+在1.46μm处的荧光性能;当La2O3含量为15mol%时,其FWHM和FWHM×σe值最大,分别为113.2nm和409.33×10-28cm3。     

Er3 /Yb3 共掺锗碲酸盐玻璃荧光特性及OH-的影响

制备了Er^3 ／Yb^3 共掺的70TeO2-5LiO2(25-x)B2O3-xGeO2(x=0，5，10，15，20％(mol))系列锗碲酸盐玻璃，测试了其荧光光谱、红外吸收谱以及Er^3 的I13/2能级寿命，并根据McCumber理论计算了E^3 能级中^4I13/2→^4I15/2跃迁的受激发射截面。讨论了OH对此系列玻璃荧光特性的影响。结果表明：此系列玻璃作为掺Er^3 光纤放大器(EDFA)的基质材料具有较好的带宽特性，随着GeO2含量的增加及B2O3含量的减少，Er^3 的荧光强度和^4I13/2能级寿命逐渐提高，OH^-的存在使得Er^3 的荧光强度降低，荧光寿命减小。     

掺Er3+碲铌酸盐玻璃的发光特性研究

以TeO2,Nb2O5,ZnO,Na2O为基质原料制备了掺铒碲铌酸盐玻璃,差热分析表明,Nb2O5的加入可以明显提高碲酸盐玻璃的热稳定性。同时应用McCumber原理计算的结果显示,摩尔分数为4%的Nb2O5的加入可使碲酸盐玻璃在1.53μm处的受激发射截面提高8%,其峰值达8.9×10-21cm2,而受激发射截面的有效带宽几乎不变。     

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.     

掺Er3 铅卤碲酸盐玻璃的光谱特性研究

分别以TeO2-PbCl2、ZnO-Na2O和TeO2-ZnO-Na2O为基质制备了掺Er3+铅卤碲酸盐(EDTPb)玻璃和碲酸盐(EDT)玻璃.差热分析(DTA)结果表明,EDTPb玻璃具有更高的热稳定性.应用McCum-ber原理计算的结果表明4 mol%PbCl2的加入可使EDT玻璃在1.53 μm处的发射截面提高6.7%,其峰值达8.79×10-21cm2,而有效宽度从65.8 nm增加到72.3 nm,因此,PbCl2的加入明显改善了玻璃的发光特性.同时应用Judd-Ofelt理论对2种玻璃中Er3+的自发跃迁几率、荧光分支比和能级寿命等光谱特性进行了计算.     

Yb^3＋／H0^3＋共掺碲酸盐玻璃的能量传递和上转换发光

制备了75Te02—20ZnO-（3-x）La203-2Yb203-xHO2O3（TZLHx，x=0，0．2，0．4，1，2mol％），75TeO2-20ZnO-（4．6）La2O3-0．4Ho2O3系列玻璃样品，研究了975nm泵浦下，在Yb^3＋离子浓度确定的情况下，Ho^3＋离子浓度的变化对Ho^3＋上转换发光的影响并分析了上转换发光机制。结果表明，随着Ho^3＋离子含量的增大，549nm绿光强度先增大而后减小。在TZLH-0．4玻璃中，即含有0．4mol％Ho2O3时，绿光强度达到最大值。而当Ho2O3含量超过0．4mol％时，绿光强度明显降低。基于Yb^3＋和Ho^3＋的能级图及上转换机制建立了速率方程，通过数值求解速率方程拟合实验测量寿命曲线，得出了Yb^3＋与Ho^3＋之间的能量转移系数C优（i=2，3，4）。     

掺铒TeO2-B2O3-Nb2O5-ZnO玻璃系统的光谱性质和热稳定性的研究

制备了碲酸盐玻璃样品70TeO2-(15-x)B2O3-xNb2O5-15ZnO-1wt%Er2O3(TBN,x=0,3,6,9,12,15 mol%).测试了玻璃样品的热稳定性和光谱性质.根据Judd-Ofelt理论计算了TBN玻璃中Er3 离子的强度参数(Ω2=(5.42～6.76)×10-20 cm2,Ω4=(1.37～1.73)×10-20cm2,Ω6=(0.70～0.94)×10-20 cm2),发现随着Nb2O5含量的增加,Ωt(t=2,4,6)先增加后减小.研究表明Er-O键共价性主要受基质玻璃中非桥氧数的影响,而阴阳离子间电负性的影响可以忽略.应用McCumber理论计算了Er3 离子的受激发射截面(σe=(0.77～0.91)×10-20 cm2)和Er3 离子4I13/2→4I15/2发射谱的半高宽度(FWHM=65～73 nm).比较了不同基质玻璃中Er3 离子的荧光半高宽和受激发射截面.结果表明TBN玻璃系统具有较好的带宽性能,是一种制备宽带光纤放大器的潜在基质材料.     

掺Er~(3+)碲硼酸盐玻璃1.53μm波段荧光强度提高研究

用高温熔融法制备了系列70TeO2-(25-x)B2O3-xGeO2-5Na2O(x=5,10,15和20 mol%)掺Er3+碲硼酸盐玻璃。为提高1.53μm波段的荧光发射强度,测试了玻璃样品的吸收光谱、红外透射谱、1.53μm波段荧光谱及4I13/2能级Er3+荧光寿命,结合Judd-Ofelt(J-O)理论分析了Er3+光谱特性随玻璃组分含量的变化,进而研究了玻璃中OH基对1.53μm波段荧光强度的影响。结果表明,碲硼酸盐玻璃具有较好的宽带荧光谱特性,其有效带宽大于72 nm;随着玻璃中GeO2逐步替代B2O3,1.53μm波段荧光强度相应提高。同时,通过O2鼓泡除水处理,能减少玻璃中OH基含量并减弱4I13/2能级上Er3+到OH基的无辐射能量传递,从而进一步提高了Er3+荧光寿命和1.53μm波段荧光强度。     

Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃的中红外发光及能量传递机理

用高温熔融法制备了Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃(TeO2-ZnO-Na2O),根据测量得到的吸收光谱,应用Judd-Ofelt理论计算分析了玻璃样品中Ho3+离子的强度参数Ωt(t=2,4,6)、自发辐射跃迁几率A、荧光分支比β和荧光辐射寿命τrad等各项光谱参数。同时,测量得到了不同Ho3+离子掺杂浓度下玻璃样品的荧光发射谱。结果显示,在808nm抽运光激励下Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃样品发射出较强的2.0μm中红外荧光。分析表明,较强的Ho3+离子中红外荧光来自于Tm3+/Tm3+离子间共振的能量传递过程,以及Tm3+/Ho3+离子间基于零声子和单声子辅助非共振的两部分能量传递过程。由此进一步计算得到了Tm3+/Tm3+、Tm3+/Ho3+离子间的能量传递微观速率、临界半径和声子的贡献。最后,计算分析了Ho3+…5I7→5I8能级间跃迁的2.0μm波段吸收截面、受激发射截面和增益系数。研究表明,Tm3+/Ho3+共掺TeO2-ZnO-Na2O玻璃可以作为2.0μm波段中红外固体激光器的潜在增益基质。     

钕离子1.3μm波段放大特性和浓度猝灭研究

为了研究Nd3+的摩尔分数对1.3μm处荧光的影响,采用常规的熔融方法制备了钕离子掺杂的0.70TeO2-（0.30-x）WO3-xNd2O3(摩尔分数x为0.001,0.003,0.005,0.007,0.01）玻璃系统,得到了Nd3+ 1.3μm荧光光谱,同时还研究了荧光峰值波长的有效线宽和受激发射截面与Nd3+摩尔分数的关系。根据Dexter能量转移理论计算了Nd3+在碲酸盐玻璃中能量转移参量Cd,d(4F3/2,4I9/2→4I9/2,4F3/2)和Cd,a(4F3/2,4I9/2→4I15/2,4I15/2和4F3/2,4I9/2→4I13/2,4I15/2)值和相应发生浓度猝灭的临界距离Rd,d和Rd,a。结果表明,随着Nd3+的掺杂摩尔分数增加,荧光强度也逐渐增加,到0.005时达到最大;随后当Nd3+的摩尔分数大于0.005时,荧光强度逐渐降低。     

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.     

Er^3＋／Ce^3＋共掺碲铌酸盐玻璃的制备及光学特性研究

采用高温熔融退火法制备了系列75TeO2—10Nb2O5-10ZnO-5Na2O-0．5Er2O3-xCe2O3=（x=0．00,0．25,0．50,0．75,1．00mol％）和（75-y）TeO2-10Nb2O5-10ZnO～5Na2O～yB2O3—0．5Er2O3-0．75Ce2O3（y=2,5,10,15mol...     

Tm3+/Yb3+共掺杂铋锗铅玻璃的上转换发光研究

设计并制备了一种组分为45Bi2O3-35GeO2-20PbO-0.02Tm2O3-xYb2O3(x=1.0,1.2,1.4,1.6和2.0 mol%)新型Tm3 /Yb3 共掺的铋锗铅玻璃材料,测量了玻璃的吸收光谱和上转换光谱,分析了玻璃中Tm3 的上转换发光机理.应用Judd-Ofelt理论计算了铋锗铅玻璃BGP1.0中Tm3 离子的三个强度参量Ωt(t=2,4,6)、振子强度、自发跃迁辐射几率和荧光分支比等光谱参数.通过975 nm的激光二极管激发,在室温下同时观察到强烈的上转换蓝光(476 nm)和微弱的红光(653 nm),分别是由于Tm3 离子1G4→3H6和1G4 →3F4跃迁.同时研究了蓝光和红光上转换发光强度随泵浦激发功率的变化,其曲线斜率分别为2.87和2.41,表明蓝光和红光都是三光子吸收过程.研究结果显示,Tm3 /Yb3 共掺铋锗铅玻璃是一种上转换蓝光激光器的潜在基质材料.     

Li+增强Ho3+/Yb3+:Y2O3纳米晶的上转化发光研究

采用凝胶溶胶法制备了不同浓度的Y2O3:Ho3+/Yb3+/Li+纳米晶,并且系统研究了不同掺杂浓度对上转化荧光现象的影响。首先,通过XRD图形判断了晶体结构的生成,再通过980 nm的激光器和荧光光谱仪测得的光谱图,发现了位于520~579 nm的绿光、635~674 nm的红光等两条很强的可见光,还有一条较弱的位于743~775 nm的近红外发光。最后,通过与能级图比较和分析可以得出:它们分别是5F4/5S2→5I8,5F5→5I8和5F4/5S2→5I7荧光跃迁。可以看出:在掺杂入Li+之后,上转化荧光得到了极大增强。     

掺Yb3+锂硅酸盐玻璃组分与光谱性质的研究

采用高温熔融工艺制备了Yb3+掺杂锂硅酸盐玻璃，玻璃的组分为SiO2-Li2O-Na2O-MgO-CaO-BaO-Al2O3-Yb2O3。经过理论和实验分析，我们得出该组分的最佳比例为70SiO2-18Li2O-8MgO-2Al2O3-2Yb2O3mol%，它具有较高的发射截面和较长的荧光寿命，并随着修饰体阳离子场强增大，配位体之间位置的有序化降低，即格位的对称性下降，因此吸收截面和发射截面逐渐增大，荧光寿命降低。     

二极管泵浦Yb∶YAG准三能级1024 nm薄盘激光器

采用二极管泵浦Yb∶YAG晶体实现准三能级连续1024 nm薄盘激光器,1024 nm谱线是由Yb∶YAG晶体内的2F5/2-2F7/2能级跃迁实现的,实验中采用折叠腔结构。泵浦光16次通过Yb∶YAG晶体,当注入泵浦功率为17.9 W时,1024 nm激光输出功率为370 mW,通过采用I类临界位相匹配LiB3O5(LBO)晶体进行腔内二次谐波倍频,获得最大输出功率为45 mW的512 nm蓝-绿激光稳定输出,蓝-绿色激光30 min功率稳定度优于4.3%。     

激光二极管抽运的高光束质量的Yb

演示了激光二极管(LD)端面抽运Yb∶YAG薄片固体激光器,抽运源是美国相干公司(COHERENT)光纤耦合输出半导体激光器,光纤输出芯径为800 μm,在940 nm处最大输出功率为13.56 W,由于光纤输出芯径较大,不利于抽运光和振荡光的模式匹配,为了得到较小的抽运光斑,采用了焦距比为30∶12的耦合透镜组压缩入射到晶体端面的抽运光光腰半径,晶体为原子掺杂浓度8 at.-%,几何尺寸为φ7 mm×1.6 mm国产Yb∶YAG晶体,整个实验装置采用温差电致冷(TEC)和循环水冷却方式,实验中得到了3.06 W的连续激光输出,激光器的斜率效率为33.1%,测得M2因子在x和y方向分别为1.54和1.73,具有良好的光束质量。     

Li-Zr共掺杂对Bi_2(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_2O_7陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备了(Bi1.975Li0.025)(Zn2/3Nb4/3–xZrx)O7陶瓷,研究了当Li+替代量一定时,Zr4+掺杂对陶瓷相结构和介电性能的影响。结果表明,当替代量0相似文献   

Yb3+掺杂锂硅酸盐玻璃的近红外发光特性

为了研制高功率光纤激光器的掺镱纤芯材料,采用高温熔融法制备了0.70SiO₂-0.18Li₂CO₃-0.04MgCO₃-0.04BaCO₃-0.02Al₂O₃-0.02Yb₂O₃（摩尔分数）锂硅酸盐玻璃样品,测试了其吸收光谱和858nm激发下的荧光光谱,进一步对光谱和激光性能参量进行了理论计算。结果表明,样品的主荧光峰位于1036nm附近,荧光有效线宽为94.1nm,吸收截面为1.143pm2,发射截面为1.024pm2,荧光寿命为0.98ms,激发态最小的粒子数仅为0.042,最小抽运强度为0.76kW·cm-2。与近年来相关文献中报道的镱掺杂玻璃相比,该掺镱锂硅酸盐玻璃在光谱及激光性能上比较有优势,有望在研制镱掺杂光纤中得到应用。     

Yb∶FAP晶体的生长及光谱性能

应用中频感应提拉法生长出不同掺杂浓度的Yb∶FAP激光晶体。运用电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)测定了Yb3+离子在Yb∶FAP晶体中的分凝系数约为0.03。随着晶体的生长,晶体中Yb3+离子的轴向浓度逐渐增大。研究Yb∶FAP晶体在77 K和300 K温度下的吸收光谱发现,振动谱的变化主要是由电子-声子近共振耦合作用引起的。系统地研究了不同Yb3+离子掺杂浓度Yb∶FAP晶体的吸收光谱和荧光光谱。通过吸收光谱的测量计算了晶体的吸收截面。Yb∶FAP晶体在904 nm和982 nm处存在Yb3+离子的两个吸收带,适合激光二极管抽运。