Er~(3+)掺杂透明微晶玻璃光谱性质的研究

通过高温熔融法和热处理制备了含有-γBi2WO6纳米晶的Er3+掺杂透明硼铋酸盐微晶玻璃.根据X射线粉末衍射结果和Scherrer公式计算得到-γBi2WO6晶粒大小约为15 nm.由于部分Er3+离子取代Bi3+进入-γBi2WO6纳米晶相中,使得Er3+离子在1.5μm的有效发射带宽由78 nm增加到85 nm,同时Er3+离子在4I13/2能级的荧光寿命由0.67 ms增加到1.43 ms.此外,与原始玻璃相比,在Er3+掺杂硼铋酸盐微晶玻璃中观察到强烈的绿光上转换发光,其上转换发光机制可以归为双光子过程.     

铋锗酸盐玻璃中铒离子的上转换光谱特性

研究了由重金属氧化物Bi2O3-GeO2-PbO组分高温融熔而成的铋锗酸盐玻璃中稀土掺杂铒离子(Er3+)的吸收光谱、上转换发光谱以及玻璃基质的红外吸收谱,着重分析了975 nm和800 nm泵浦光激励下Er3+离子的上转换发光机理.结果表明,在975 nm或800 nm泵浦光激励下,观察到了绿光(529 nm、552...     

高声子能量氧化物对掺铒碲酸盐玻璃光谱性质的影响

在研制的Er3+/Ce3+共掺低声子能量碲酸盐玻璃(TeO2-Bi2O3-TiO2)中,分别引入高声子能量WO3、SiO2和B2O3氧化物组分,测试了玻璃样品400~1700 nm范围内的吸收光谱、1.53μm波段荧光谱、Er3+离子荧光寿命和拉曼光谱,结合McCumber理论计算了Er3+离子光谱参数.结果表明:高声子能量氧化物组分的引入,能使声子参与的Er3+/Ce3+离子间能量传递过程变得更为有效,增加了Er3+离子亚稳态能级4I13/2上粒子数积累,从而增强1.53μm波段荧光发射.另外,高声子能量氧化物组分的引入还可以增加荧光半高宽(FWHM)和带宽品质因子(σe×FWHM).研究结果对于获取具有优异光谱特性的掺Er3+光纤放大器(EDFA)的玻璃基质具有实际意义.     

掺铒碲酸盐玻璃光谱性质的J-O计算

研究了掺Er3+碲酸盐玻璃的吸收和荧光光谱性质;应用Judd-Ofelt理论计算了碲酸盐玻璃中Er3+离子的强度参数Ω(Ω2=4.79 × 10-20cm2,Ω4=1.52×10-20cm2,Ω6=0.66×10-20cm2),计算了离子的自发跃迁几率,荧光分支比;应用McCumber理论计算了Er3+的受激发射截面(σe=10.40 × 10-21cm2)、Er3+离子4I13/2→4I15/2发射谱的荧光半高宽(FWHM=65.5nm)及各能级的荧光寿命(4I13/2能级τrad=3.99ms);比较了不同基质玻璃中Er3+离子的光谱特性,结果表明掺铒碲酸盐玻璃更适合于掺Er3+光纤放大器实现宽带和高增益放大.     

Yb3+掺杂SiO2-Bi2O3-B2O3玻璃的物理性质及光谱性质

选取玻璃组分60SiO2-xBi2O3-(30-x)B2O3-2K2O-7Na2O-1Yb2O3(以mo1％记，x=0，5，10，15，20，25，30)为研究对象．通过测试试样的物理性质和光谱性质，应用倒易法(reciprocity method)计算Yb^3 离子的受激发射截面(σeml)，并且计算了Yb^3 的自发辐射几率(Arad)，2F5／2能级的辐射寿命(Trad)．讨论了玻璃中Bi2O3和B2O3的组成变化对其物理性质、Yb^3 离子的吸收特性、发光特性以及OH^-离子对实测Yb^3 荧光寿命(Tf)的影响．结果表明：Yb^3 掺杂的SiO2-Bi2O3-B2O3具有较好的光谱性能，是一种新型的Yb^3 掺杂双包层光纤候选基质材料．     

掺铒碲酸盐玻璃的热力学稳定性和光谱性质的研究

分析了掺Er³⁺碲酸盐玻璃的热力学稳定性能,研究了掺Er3+碲酸盐玻璃的吸收和荧光光谱性质;应用Judd-Ofelt理论计算了碲酸盐玻璃中Er3+离子的强度参数Ω(Ω₂=4.79×10^-20cm², Ω₄=1.52×10^-20cm²,Ω₆=0.66×10^-20_cm2),计算了离子的自发跃迁几率,荧光分支比;应用McCumber理论计算了Er3+的受激发射截面(σ_e=10.40×10^-21cm²)、Er³⁺离子⁴I_13/2→⁴I_15/2 发射谱的荧光半高宽(FWHM=65.5nm)及各能级的荧光寿命(⁴I_13/2能级为τ_rad=3.99ms);比较了不同基质玻璃中Er3+离子的光谱特性,结果表明掺铒碲酸盐玻璃更适合于掺Er³⁺光纤放大器实现宽带和高增益放大.     

掺Er~(3+)重金属氧氟锗酸盐玻璃光谱性质研究

研究了重金属氧氟锗酸盐玻璃中Er3+离子的吸收光谱、有效吸收和发射线宽、荧光光谱、荧光半高宽、荧光寿命、带宽特性和增益性能.应用Judd-Ofelt理论计算了Er3+离子的强度参数Ωt(t=2,4,6),应用McCumber计算了能级4I13/2→4I15/2跃迁的吸收和受激发射截面.结果显示,随PbF2含量增加,Er3+离子的强度参数Ω6,吸收线宽、发射线宽、荧光半高宽、荧光寿命、带宽特性和增益性能都增加.表明掺Er3+重金属氧氟锗酸盐玻璃可作为宽带光纤放大器潜在的基质材料.     

激光器用Yb3+掺杂钨锌镧碲酸盐玻璃的热学、光谱和激光性质

设计组成为70TeO2—(20—x)ZnO—xWO3—5La2O3—2．5K2O—2．5Na2O—1Yb2O3(x=0，5，10，15和20mol％)的碲酸盐激光玻璃，测试了物理性质、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，随着WO3含量的增加，玻璃的热稳定性下降；当x=15mol％时，具有体系中最好的光谱性质：高的受激发射截面(1．32pm^2)、长的荧光寿命(0．93ms)和宽的荧光有效线宽(74．5nm)，通过激光性能评价，最小泵浦强度为0．92kW／cm^2，表明掺Yb^3 该组分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。     

Er3+/Yb3+共掺氟硅酸盐玻璃陶瓷的制备及其量子剪裁发光行为

本文报道了一类组成为50SiO2-10Al2O3-20ZnF2-20SrF2-3YbF3-0.05ErF3(mol%)的氟氧化物玻璃陶瓷的制备及其量子剪裁发光行为。XRD和TEM分析结果显示,玻璃陶瓷中均匀分布有尺度10~40nm的SrF2析晶相。光谱研究表明,玻璃陶瓷在Er3+激发峰波长377nm激发下存在Er3+向Yb3+的有效能量传递,可实现包括量子剪裁效应在内的波长变换功能。随着热处理温度的升高,玻璃陶瓷的近红外977nm发光逐渐增强,荧光寿命显著增长。     

975 nm脉冲激励下铋酸盐玻璃中铒离子荧光的动态响应

用高温熔融退火法制备了组分为Bi_2O_3-B_2O_3-SiO_2掺铒铋酸盐玻璃,测试分析了铋酸盐玻璃中铒离子的光谱特性,着重研究了975nm脉冲泵浦光激励下1.5 μm波段荧光的动态响应.研究表明,对应脉冲泵浦光上下边沿,铒离子荧光存在着一个上升和下降响应过程,响应速率取决于4I13/2能级Er~(3+)离子荧光寿命.随着B_2O_3组分含量的提高,玻璃中OH基引起的能量传递导致Er~(3+)离子荧光寿命相应减小,荧光响应随之相应加快.     

掺铒铋基玻璃的荧光俘获和浓度猝灭效应研究

用高温熔融法制备了系列掺铒铋硼锗酸盐玻璃,测试分析了不同铒离子掺杂浓度下玻璃样品的吸收光谱和荧光光谱.结果显示,掺铒铋硼锗酸盐玻璃中存在着强烈的荧光俘获和浓度猝灭效应.随着铒离子掺杂浓度的增加,1.53 μm波段荧光谱展宽,1 560 nm波长处荧光次峰相对增强.对此用一个等效的四能级模型予以了定性分析.同时,随着铒离子掺杂浓度的增加,4I13/2能级荧光寿命和1.53 μm波段荧光强度呈现出先增加后减小趋势.依据Dexter能量转移理论,计算了该玻璃系统中铒离子发生浓度猝灭的临界距离R0及相互作用参数CEr-Er,并与其它玻璃基质进行了比较.     

离子交换法制备波导放大器的磷酸盐铒玻璃研究

研究了不同Al₂O₃、Na₂O、La₂O₃、Y₂O₃及AlF3含量的磷酸盐铒玻璃的物理化学性质和光谱性质,通过恒温水浴失重测试的方法探讨了玻璃组分Al₂O₃、Na₂O、La₂O₃、Y₂O₃及AlF₃对磷酸盐玻璃化学稳定性的影响.结果表明,Al₂O₃含量增加,玻璃化学稳定性提高,添加少量的AlF₃会降低玻璃的化学稳定性,与La₂O₃相比Y₂O₃对提高玻璃的热稳定性有益.通过对比不同组分玻璃样品的热性质、机械性质以及析晶、光谱性质的结果,初步得出了一个比较适于离子交换过程的磷酸盐铒玻璃成分.     

Emission Properties of Yb3+/Er3+ Doped TeO2-WO3-ZnO Glasses for Broadband Optical Amplifiers

The YbS /Er3 doped TeO2-WO3-ZnO glasses were prepared. The absorption spectra, emission spectra and fluorescence lifetime of Era at 1.5μm, excited by 970 nm were measured. The influence of Er2Oa, Yb2Oa and Ohcontents on emission properties of Era at 1.5 μm was investigated. The optimum doping concentrations for Era and Yba is around 3.34× 1020 ions/cma and 6.63×1020 ions/cma, respectively. The peak emission cross section is 0.83～0.87 pm2. With the increasing concentration of Yba , the FWHM of Era emission at 1.5 μm in the glass increases from 77 nm to 83 nm. The results show that Yba /Era doped meO2-Woa-ZnO glasses are promising candidate for Era -doped broadband optical amplifier.     

P2O3-B2O3-Al2O3-SrO-BaO玻璃中Yb3+非辐射能量转移下Er3+离子的增强发射

本文研究了共掺Er3 +/Yb3 +P2 O3 -B2 O3 -Al2 O3 -SrO -BaO玻璃的能量转移过程。实验中制备了高掺杂Yb3 +离子的双掺Er3 +/Yb3 +的磷酸盐玻璃样品。在Er3 +/Yb3 +掺杂比率 >1 :1 8(mol% )时 ,观测到了基于Yb3 +离子至Er3 +离子能量转移下Er3 +( 4 I13 / 2 →4I15 / 2 )的增强发射和Yb3 +( 2 F7/ 2 →2 F5 / 2 )发射的减弱 ,当Yb3 +离子掺杂浓度超过 2 .1× 1 0 2 1ions/cm3 时 (Er3 +/Yb3 +≤ 1 :1 8,mol% ) ,由于Yb3 +离子的自淬灭效应 ,Er3 +离子的发射强度降低。实验中得到了Yb3 +离子的最佳掺杂浓度为1 .74× 1 0 2 1ions/cm3     

Photoluminescence and energy transfer study of Er3+ and Dy3+ codoped tellurite glasses

Photoluminescence properties of the Er(3+)-Dy3+ codoped tellurite glasses were studied by absorption and visible emission spectra, which revealed luminescence bands of both Er3+ and Dy3+ when pumping with the wavelength of 325 nm. The concentration quenching occurred as Dy3+ concentration increased beyond 3 mol%. The dependence of Er3+ characteristic emission on Dy3+ concentration indicated energy transfer process between Er3+ and Dy3+. The chromaticity coordinates of these glasses are close to white light, which implies that these glasses might be potential candidates for white lighting through an appropriate combination.     

掺Er3+碲酸盐玻璃光谱性质和热稳定性的提高研究

用高温熔融法制备了摩尔组分百分比为70TeO2-20(ZnO、WO3,AlO1.5)-9NaO0.5-1ErO1.5的碲酸盐玻璃样品.测量了玻璃样品的吸收光谱和荧光光谱,用差热分析方法(DTA)测试了玻璃的热稳定性.结合Judd-Ofelt理论和McCumber理论分别计算得到了三种玻璃样品的强度参数Ω1(t=2,4,...     

1.3 μm Emission from Nd3+-doped Tellurite Glass Fiber

1 wt pct Nd2O3-doped tellurite bulk glass and fiber with the same composition of 75TeO2-15ZnO-5Na2O-5Li2O (molfraction, %) were fabricated. Judd-Ofelt analysis was carried out for the bulk. The emission from the 4F3/2→4I13/2 transition in fiber is at 1.33 μm wavelength with a spectral bandwidth of 55 nm, which is similar to that in bulk. In the case of the fiber, the lifetime of 4F3/2 level is 164μs, and the quantum efficiency is ～100%. The figure-of-merit for gain (σoT0) for Nd3 -doped tellurite glass is about 2.8×10-24 cm2.s, which is quite comparable with that in Nd3 -doped fluoroaluminate glasses, and is an order of magnitude larger than pr3 -doped fluoride glasses.     

热处理制度对Pr3+-Yb3+掺杂氟氧微晶玻璃光谱特性的影响

氟氧化物微晶玻璃具有良好的机械性能、化学稳定性和优异的发光性能,是作为量子剪裁的理想介质材料。本文选择55SiO2-5Na2O-20Al2O3-20CaF2作为稀土掺杂的基础玻璃,通过对玻璃进行不同的热处理从而获得了不同的Pr3+-Yb3+共掺微晶玻璃。通过吸收光谱、发射光谱和荧光衰减曲线的比较,发现升高热处理温度或延长保温时间会导致近红外区域的发射峰增强,Pr3+的荧光寿命降低,且计算表明,Pr3+-Yb3+之间的能量传递效率增加了。