中红外发光稀土掺杂硫系玻璃的研究进展

2～5μm波段中红外激光在遥感、测距、环境检测、生物工程和医疗等领域有着广阔的发展前景和重要的应用价值,己成为光电子技术领域中最尖端的课题之一.利用固体激光器泵浦稀土离了掺杂的硫系玻璃光纤产生荧光发射是直接获得2～5μm波段中红外激光的有效途径.综合评述了近年来国外在中红外发光稀土离子掺杂硫系玻璃方面的研究进展,讨论了影响硫系玻璃中红外发光的各种因素,展望了未来该领域的研究方向和发展前景.     

基于中红外光纤的倏逝波传感研究进展

基于倏逝波原理的光纤传感器因其灵敏度高、响应速度快、成本低等优点,已广泛应用于液体、气体及生物化学传感等诸多领域.与此同时,以碲酸盐玻璃、氟化物玻璃、硫系玻璃和卤化物晶体等为基质材料的中红外光纤因其具有较宽的红外透过范围,近年来在中红外波段传感领域得到了广泛关注.本文首先概述了中红外光纤倏逝波传感原理,介绍了各种中红外...     

Dy3+掺杂Ga-Sb-La-S新型硫系玻璃和光纤制备及中红外发光特性

制备了一系列新型Ga2 S3-Sb2S3-La2S3硫系玻璃,研究了玻璃的热学和光学性能;向优化的玻璃中掺杂Dy3+,研究了玻璃的中红外发光性能;基于优化的玻璃组成,拉制了纤芯/包层结构光纤,评估了其作为中红外激光增益介质的潜力.实验结果表明,Ga2S3-Sb2S3-La2S3玻璃具有宽的红外透过范围(约0.7 ～13.6 μm)和高的线性折射率(约2.655 ～2.707),组成为20Ga2 S3-75Sb2 S3-5La2S3的玻璃具有最佳的抗析晶热稳定性.Dy3+掺杂的玻璃在2.95 μm和4.40 μm具有较高的发光量子效率和较大的受激发射截面.拉制的20Ga2 S3-75Sb2S3-5La2 S3∶0.05wt％Dy3 +/20Ga2 S3-74Sb2 S3-6La2 S3光纤透光范围为2～8 μm,其背景损耗＜8 dB/m.在1.32 μm波长激发时,光纤显示出强的中红外发光.这些优异性能表明该玻璃光纤有望成为一种高效的中红外激光增益材料.     

基于硫系光纤的中红外超连续谱研究进展

硫系光纤具有优良的宽红外波段透过性能和高非线性特性,是目前唯一能产生覆盖中、远红外波段超连续谱的非线性光纤,近5年来国际上在2～16 μm中红外超连续谱的产生取得了重要进展.从硫系阶跃型光纤、微结构光纤和多包层光纤中的超连续谱实验输出及全光纤化等几个方面综述了8 μm以外中红外超连续谱的最新研究进展.     

基于硫系光纤的中红外超连续谱研究进展EI北大核心CSCD

硫系光纤具有优良的宽红外波段透过性能和高非线性特性,是目前唯一能产生覆盖中、远红外波段超连续谱的非线性光纤,近5年来国际上在2-16μm中红外超连续谱的产生取得了重要进展。从硫系阶跃型光纤、微结构光纤和多包层光纤中的超连续谱实验输出及全光纤化等几个方面综述了8μm以外中红外超连续谱的最新研究进展。     

硫系玻璃红外光纤

本文简述了硫系玻璃的种类、性质以及硫系玻璃原料的常用几种提纯方法,概括介绍了玻璃的熔制以及光纤和传像束的制备方法,并讨论了硫系玻璃光纤在民用、医学、军事领域上的应用及发展前景.     

硫系玻璃红外光纤

本文简述了硫系玻璃的种类、性质以及硫系玻璃原料的常用几种提纯方法,概括介绍了玻璃的熔制以及光纤和传像束的制备方法,并讨论了硫系玻璃光纤在民用、医学、军事领域上的应用及发展前景.     

Er~(3+)掺杂GeS_2-Ga_2S_3-CsI微晶玻璃的中红外光谱特性

通过熔融淬冷法制备了掺杂0.6%(占基质玻璃的质量分数)Er~(3+):65GeS_2-25Ga_2S_3-10CsI(摩尔比)玻璃。通过不同热处理工艺对玻璃样品进行微晶化处理获得了硫卤微晶玻璃。测试了其密度、显微硬度、红外透过光谱、以及中红外荧光光谱。对比研究了基质玻璃与微晶玻璃样品之间性能差异。结果表明:基质玻璃在热处理温度为440℃,热处理时间为14 h后,所获得的微晶玻璃样品的密度和显微硬度明显增加,中远红外透过性能并未有显著的降低,Er~(3+):~4I_(11/2)→~4I_(12/2)跃迁相对应的2.8μm处的中红外荧光光强稍有增强。     

高功率中红外激光传输硫化物玻璃光纤

以高纯单质为原料,通过原料提纯和玻璃熔体蒸馏的方法制备了高光学质量的As-S硫化物玻璃,采用棒管法拉制了阶跃折射率多模光纤.表征了光纤的传输损耗和高功率中红外激光传输性能,分析了光纤的激光损伤机理.结果表明:制备的纤芯直径～200?m、数值孔径～0.35的As-S玻璃光纤在2?m和4.6?m的传输损耗分别为～0.25 ...     

中红外氟化物玻璃光纤研究进展

中红外2～5μm波段在气体检测、航天航空、红外对抗、医疗手术等领域具有广泛的应用,由此开展了大量中红外材料的研究.相较于其他中红外材料,柔性可多向传输的氟化物玻璃光纤由于低的声子能量和优异的中红外光谱性能,受到广泛关注.基于此,本文系统介绍了不同氟化物玻璃光纤(如氟锆酸盐玻璃光纤、氟铟酸盐玻璃光纤、氟铝酸盐玻璃光纤等)...     

稀土离子掺杂的多组分玻璃光纤

稀土离子掺杂的多组分玻璃光纤在宽带光纤放大器与上转换光纤激光器中具有重要的应用。本文介绍了稀土离子掺杂多组分玻璃光纤宽带光纤放大器与上转换光纤激光器的工作机理,综述了其最新相关研究进展,并对目前研究中需进一步解决的问题及未来的发展提出了建议与展望。从当前的研究现状来看,碲酸盐玻璃和铋基玻璃应是今后宽带玻璃光纤放大器光纤基质材料的研究重点。对上转换光纤激光器基质材料而言,如何获得更好的具有低声子能量和优良物化性能的玻璃基质,还需进一步探索。     

掺杂稀土离子磷酸盐激光玻璃研究进展及其应用

由于国内外大型激光惯性约束聚变装置的兴建和光通信的迅速发展，磷酸盐激光玻璃，尤其是激光钕玻璃得到了前所未有的发展。本文介绍了目前国内外磷酸盐激光玻璃，主要是掺钕、掺铒、掺镱磷酸盐激光玻璃的最新研究进展及其应用。     

中红外碲酸盐玻璃及光纤研究进展

近/中红外激光和超连续光源在红外光电对抗、生物医疗、遥测感知和激光探测及测距(LIDAR)等领域具有十分重要的应用价值。近年来,基于软玻璃光纤来产生和传输高亮度近/中红外(特别是2～5μm)激光方面的研究取得了显著进展。在中红外软玻璃基质中,具有相对较低声子能的碲酸盐玻璃对于设计近红外和中红外激光器和放大器、高功率中红外激光传输和传感应用无源光纤具有特别的吸引力。本文重点总结了低损耗碲酸盐玻璃的关键制备技术,并综述了碲酸盐玻璃及光纤在稀土掺杂中红外发光方面的研究进展,最后对碲酸盐玻璃及光纤应用存在的问题和发展趋势进行了总结和展望。     

碲卤系红外玻璃光纤的制备及性质

研究了碲卤系中远红外玻璃光纤的制备及性质,提出了制备碲卤系玻璃预制棒的一个改进的方法,用该方法制备出了高透光率的中远红外玻璃,拉制出了在１０．６μｍ附近光损耗约为１０ｄＢ／ｍｒ Ｔｅ３Ｓｅ４Ｉ３玻璃光纤,并测试了这种玻璃纤维的最小抗弯曲率半径。     

Tm3+/Ho3+共掺硫系玻璃光纤放大器增益特性

中红外2.0～3.5μm 波段激光在医疗、空气污染监测和军事等领域有着重要的应用前景。采用真空熔融淬冷法制备了 Tm3+/Ho3+共掺的Ge20Ga5Sb10S65硫系玻璃,测试了样品的吸收光谱以及800 nm激光泵浦下的荧光光谱,通过Judd–Ofelt和Mc-Cumber理论计算了Tm3+/Ho3+的辐射寿命、自发辐射几率和受激发射截面等光谱参数。在此基础上,研究了双掺离子之间的能量传递和Tm3+–Ho3+的多种跃迁过程,给出了详细的4能级系统的速率方程,并结合光功率传输方程,得出Tm3+/Ho3+共掺硫系玻璃光纤放大器在2μm波段的增益特性。数值模拟结果表明：Tm3+/Ho3+共掺硫系玻璃光纤在2μm波段的增益值达27 dB,增益带宽为112 nm,最佳掺杂光纤长度L=300 cm,所需泵浦功率Pp=200 mW,可用于2μm波段宽带放大。     

Er~(3+)掺杂Ge_(25)Ga_(10)S_(65)玻璃的中红外发光及多声子弛豫

用熔融急冷法制备系列掺杂不同KBr含量且一定量Er3+浓度的Ge25Ga10S65硫卤玻璃,测试样品折射率、吸收光谱及近中红外荧光光谱。通过吸收光谱计算Er3+吸收谱线的振子强度,应用Judd-Ofelt理论计算分析Er3+在不同系列Ge25Ga10S65玻璃的强度参数(Ωi,i=2,4,6)和4I11/2能级的计算能级寿命(τc),并与测量能级寿命(τm)进行比较,研究其能级寿命的变化规律。结果表明:随着KBr浓度的增加,4I11/2的τc和τm均有所增加,τm=(6.61±0.19)ms,τc=10.82ms。研究样品玻璃中Er3+:4I11/2→4I13/2能级间跃迁过程中的多声子弛豫率(Wmp)跟KBr浓度之间的关系,结果表明:随着KBr浓度的增加,4I11/2→4I13/2能级间跃迁过程中的Wmp有所减小,为133～58/s。     

基于脉冲喷射技术的硫系玻璃光纤制备方法探索

硫系玻璃光纤因具有独特的红外光学特性,在红外成像、激光传输和传感等诸多领域具有广阔的应用前景。目前,硫系玻璃光纤的拉制方法主要包括双坩埚法和预制棒拉制法。其中,双坩埚法装置复杂,预制棒拉制法需要提前制备高质量的预制棒。此外,这两种方法均要求玻璃具有较高的抗析晶能力,限制了硫系玻璃光纤新材料的开发。本工作创新性地将脉冲喷射技术引入到硫系玻璃光纤制备领域,通过硫系玻璃光纤纤芯的拉制,探索该方法在玻璃光纤制备上的可行性。通过对玻璃熔体施加持续性的脉冲扰动,坩埚底部小孔处能产生连续的射流,并且在下落过程中发生凝固,从而获得玻璃纤芯。采用该方法,成功制备了一种组成为Ge₂₈Sb₁₂Se₆₀的玻璃光纤纤芯。脉冲喷射法具有装置简单、操作容易等优点,通过连续且规律的脉冲和坩埚内外压力差实现硫系玻璃光纤的拉制,与传统依靠重力拉制的方法相比,脉冲喷射法具有更为丰富的调控手段,从而为新型硫系玻璃光纤的制备提供参考。     

具有芯皮结构的As—S玻璃红外光纤

设计制作了氩气加压的硬质玻璃双坩埚拉丝装置,可拉制不同丝径和芯皮比的As-S和其它硫系玻璃红外光纤。当采用As_(30)S_(62)作芯料,As_(35)S_(65)作皮料,制得光纤数值孔径为0.5,在2.4μm波长处损耗为1.32dB/m。As-S芯皮结构光纤比芯体玻璃拉制的裸光纤损耗小。