Yb3+掺杂氟磷玻璃光谱激光性能研究

采用高温熔融法制备了一种新的Yb3+掺杂氟磷玻璃(AFG),测量了该玻璃的折射率nd(1.570 5)及Yb3+离子2F5/2能级的荧光寿命τf(1.80ms),测试了它的吸收光谱、荧光光谱及析晶稳定性能,应用倒易法计算了Yb3+的受激发射截面可达0.928 pm2,增益系数可达1.670 4 pm2ms.得到了较为理想的激光性能参数激发态最小粒子数为0.194 1,饱和抽运强度为6.197 5 kW/cm2,最小抽运强度为1.202 9 kW/cm2.研究结果表明该AFG玻璃的部分光谱激光性能优于其他Yb3+掺杂基质玻璃,是实现超短脉冲激光输出的优良基质材料.     

掺Yb~(3+)离子透明氟氧微晶玻璃的光谱性质

采用传统熔体冷却技术及微晶化热处理工艺制备了掺Yb3+离子的NaF-CaF2-Al2O3-SiO2体系透明氟氧化物微晶玻璃。通过XRD、TEM、吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命等测试,确定了微晶玻璃中的微晶体类型和分布,计算了Yb3+离子的吸收截面、受激发射截面、激发态最小粒子数(βmin)、饱和泵浦强度(Isat)、最小泵浦强度(Imin)等激光参数,研究了Yb3+浓度对NaF-CaF2-Al2O3-SiO2体系透明氟氧微晶玻璃光谱性质的影响。结果表明,随着Yb3+离子浓度的增加,由于Yb3+的浓度猝灭效应,使其吸收截面和受激发射截面减小;在荧光捕获和荧光猝灭效应的双重作用下,荧光寿命随Yb3+浓度的增加呈现先增大后减小的变化趋势。当Yb3+摩尔浓度为1%时,微晶玻璃试样的光谱和激光性能最优:吸收截面为2.68 pm2,受激发射截面为5.71 pm2,荧光寿命为1.32 ms。     

掺Yb3+硼酸盐玻璃的浓度猝灭机理

测量了不同掺杂浓度下掺Yb3+硼酸盐玻璃的吸收光谱、荧光光谱和上转换光谱.研究了Yb3+掺杂浓度对其发光强度、荧光寿命和上转换发光的影响及浓度猝灭机理.实验结果表明Yb3+离子掺杂浓度到1 atm%时,Yb3+离子的荧光强度开始下降,出现浓度猝灭效应,Yb3+硼酸盐玻璃的浓度猝灭主要是杂质稀土离子引起的.Yb3+掺杂硼酸盐玻璃中能量从Yb3+离子向杂质稀土离子的能量转移,使Yb3+产生浓度猝灭效应.     

Er3+单掺与Er3+/Yb3+双掺重金属氟氧化物玻璃的光谱性质

用高温熔融法制备了Er3+单掺与Er3+/Yb3+双掺重金属氟氧化物玻璃,研究了玻璃样品的热稳定性,测试了不同浓度掺杂下Er3+离子的吸收光谱、荧光光谱.应用Judd-Ofelt理论计算了各样品的强度参数Ωt (t=2,4,6),计算了理论振子强度、实验振子强度、自发跃迁几率、荧光分支比及辐射寿命,由荧光光谱计算了荧光半高宽,分析了Er3+离子掺杂浓度对其光谱特性的影响.     

Yb3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃的中红外发光性能和能量传递

测试了Yb3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃在980 nm激光二极管泵浦下的吸收光谱和荧光光谱.分析了Yb3+与Ho3+浓度对波长大于3 μm的中红外荧光强度的影响.研究了Yb3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃的能量传递特性.     

低温下掺镱磷酸盐激光玻璃的光谱和激光特性

根据低温下测得的Yb3磷酸盐玻璃的吸收光谱和荧光光谱,计算了Yb"离子在磷酸盐玻璃中的能级结构,解释了荧光寿命在低温下变化异常的原因,在低温下采用940nm的LD泵浦Yb3+磷酸盐玻璃获得了准连续激光输出,8K时最大输出功率为2mW,斜率效率为4%,激光中心波长为1000nm.     

Ho~(3+)掺杂锗硅酸盐玻璃2.0μm发光性能研究

采用高温熔融法制备了Ho3+离子掺杂锗硅酸盐玻璃,研究了GeO2含量及Ho3+离子掺杂浓度对玻璃2.0μm发光性能的影响。对样品的密度、透过率、折射率、荧光光谱以及Ho3+离子5I7能级荧光寿命进行了测试,并利用红外光谱分析对样品结构进行了表征。结果表明,随着玻璃组分中GeO2摩尔含量从10%增加到35%,Ho3+离子的2.0μm发光强度增加,5I7能级荧光寿命从1.62ms逐渐增加到2.23ms。当Ho3+离子掺杂浓度逐渐增加时,发光强度不断增强,5I7能级荧光寿命从2.23ms逐渐降低到0.90ms。     

Yb3+/Pr3+共掺TeO2-ZnO-Na2O玻璃的能量传递和上转换发光

制备了Yb3+/Pr3+共掺TeO2-ZnO-Na2O玻璃.研究了980 nm泵浦下上转换发光光谱,分析了上转换发光机制.基于吸收光谱对Pr3+在TZN玻璃进行了Judd-Ofelt分析,计算了荧光跃迁几率,激发态辐射寿命,和荧光分之比.在450-750 nm范围内有多处上转换荧光,依次为479 nm(3P0→3H4),542 nm(3P0→3H5),589 nm(1D2→3H4),621 nm(3P0→3H6),651 nm(3P0→3F2)和687 nm(1D2→3H5).其中651 nm(3P0→3F2)红光明显强于其它以Pr3+ 3P0为初始能级的上转换光(479 nm,542 nm,621 nm).通过Dexter理论,计算得到了碲酸盐玻璃中Yb3+→Pr3+共振能量转移参数为CD-A=2.67×10-40 cm6/s, 转移效率为16.5%.     

铒镱共掺梯度折射率玻璃Judd-Ofelt理论分析

用高温熔融法制备了Er3+Yb3+共掺的梯度折射率玻璃.在室温下,用976 nm半导体激光器泵浦该掺铒玻璃,在1 550 nm波段实现强的荧光发射,中心波长为1.539 9 μm,荧光半宽高为57.4 nm,并应用Judd-Ofelt理论计算了Er3+离子在玻璃中的强度参数Ωt(t=2、4、6).研究结果表明,所制备的梯度折射率玻璃能接受非常高的Er3+、Yb3+掺杂率,有较宽的荧光线宽,且具有良好的离子交换性能,是铒镱共掺梯度折射率光纤用理想的候选材料.     

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.