掺Yb3+硅酸盐玻璃的光谱和激光性能

研究了掺Yb3+硅酸盐玻璃的吸收光谱和发射光谱,测量的荧光寿命为1.02ms,计算和探讨了Yb3+的积分吸收截面和受激发射截面及荧光寿命随样品厚度的变化趋势.激光性能评估表明,掺Yb3+硅酸盐玻璃具有小的激发态最小粒子数(0.087),较小的最小泵浦强度(3.11/kw·cm-2)和较大的激光增益系数(2.66 pm4ms),是较为理想的掺Yb3+激光材料.     

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.     

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。     

Ce~(3+)和Yb~(3+)对Er~(3+)掺杂铋镓铅锗玻璃光谱性质影响

研究了掺杂Ce3+和Yb3+对Er3+掺杂20Bi2O3-15Ga2O3-45PbO-20GeO2玻璃1.5μm波段荧光和可见上转换发光性能的影响,分析了Ce3+、Yb3+离子和Er3+离子间的能量传递过程。结果表明:Yb3+离子掺杂在提高Er3+离子1.5μm波段荧光强度的同时,也显著增强了可见上转换红、绿光发射强度。在Yb3+/Er3+共掺杂玻璃中引入Ce3+离子,有效抑制了可见上转换发光,进一步增强了Er3+离子1.5μm波段荧光。     

掺铒锑硅酸盐玻璃光谱性质的研究

研究了Er3+掺杂锑硅酸盐玻璃(5Na2O-20B2O3-30Sb2O3-44SiO2-1Er2O3)的光谱性质,并与同组成的Er3+掺杂铋硅酸盐玻璃的光谱性能进行了对比.实验结果表明在1.53 μm处锑硅酸盐玻璃有较大的受激发射截面(σe = 7.86×10-21 cm2),荧光半高宽(FWHM)为73 nm,而同组成铋硅酸盐玻璃中仅为59 nm.锑硅酸盐中FWHM ×σe为574,高于在锗酸盐、硅酸盐、磷酸盐、碲酸盐和铋硅酸盐玻璃中的增益带宽.结果表明Er3+掺杂锑硅酸盐玻璃是光纤宽带放大器富有前途的一种基质材料.     

掺Er3+:Ge25Ga5S70玻璃的Judd-Ofelt参数与光谱性质

采用熔融冷却法制备了Er3+掺杂的Ge25Ga5S70硫系玻璃,研究其红外透过率、热稳定性.应用Judd-Ofelt理论计算了Er3+离子的强度参数 Ωt(t=2,4,6)、自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命等光谱参数.应McCumber理论,计算了Er3+4I13/2→4I15/2跃迁的受激发射截面.结果表明,该玻璃具有较宽的荧光半高宽(FWHM=71 nm)、较大的受激发射截面(σepeake=1.325×10-20 cm2)和较好的稳定性,是一种理想的宽带光纤放大器基质材料.     

掺Dy3+的Ge-Ga-S玻璃上转换发光性质的研究

采用熔融-猝冷法制备了Dy3+掺杂的Ge-Ga-S玻璃样品,用差热分析法分析了玻璃的热学稳定性,研究了该玻璃样品的吸收光谱性质.应用Judd-Ofelt理论计算了Dy3+的振子强度、自发辐射跃迁几率、辐射寿命、荧光分支比等光谱参数,并拟合了相应的强度参数Ωt(t = 2,4,6).探讨了862 nm波长激发下玻璃上转换发光的机理,以及掺杂离子浓度与上转换发光强度的关系.结果表明862nm激光泵浦掺杂0.5 wt% Dy3+的玻璃样品,可以观察到很强的576 nm的黄光,对应于Dy3+4F9/2→6H13/2的跃迁.     

Tm3+/Yb3+共掺碲镓酸盐玻璃上转换光谱研究

研究了808 nm和977 nm激光二极管泵浦下铥/镱共掺TeO2-Ga2O3-BaO-ZnO玻璃光谱特性并讨论了TM3+离子浓度对上转换光谱的影响.在977 nm激光二极管泵浦下,观测到TM3+/Yb3+共掺碲镓酸盐玻璃强476 Nm上转换蓝色(1G4→3H6)和较弱的650 nm上转换红色(1G4 →3F4和3F2,3→3H6)荧光.分析表明476 nm蓝光辐射为三光子吸收过程,650 nm红光为双光子和三光子混合吸收过程;在808 nm激光二极管泵浦下,上转换蓝色荧光为双光子吸收过程.实验发现,随TM3+离子掺杂浓度的增加,TM3+ 离子的上转换荧光强度也随之增加,当TM2O3掺杂浓度超过0.2 mol %时,荧光强度开始下降,出现明显荧光猝灭现象;当TM3+为0.3 mol%时,蓝光对红光的强度比为8倍.