中红外Ge20As20Se15Te45硫系玻璃光纤光栅光开关

利用熔融淬冷法制备了Ge20As20Se15Te45硫系玻璃,测试结果表明该玻璃在中红外波段具有良好的红外透过特性和极高的非线性,采用Z-扫描技术测试其中红外三阶非线性系数高达n2=6.7210-18 m2/W @ 4 m。以此材料为基质,设计了两种工作在中红外波段的硫系玻璃光纤光栅光开关。利用分布时域传递矩阵法(TD-TMM)和非线性耦合方程模拟计算了光栅光开关的反射谱和波长偏移特性。研究结果表明,通过调节输入光强可以灵活调节光纤光栅的中心波长向短波或长波方向移动,进而可以获得光开关。在调制深度为110-3的均匀硫系光纤光栅,获得光开关的功率阈值约为1.6 GW/cm2,当引入相移光栅后,调制深度可以降低为310-4,并且其光开关的功率阈值也降低到210 MW/cm2。     

啁啾光纤光栅在硫系光纤激光器中的色散补偿

中红外波段包含极其重要的大气窗口和众多分子的指纹区,基于硫系玻璃的中红外光纤激光器逐渐引起人们的重视。由于硫系玻璃具有极高的非线性和色散特性,脉冲激光在硫系光纤中的展宽成为发展中红外超短激光必须解决的重要问题。针对脉冲激光在硫系光纤中传输的展宽问题,设计线性啁啾光纤光栅,用于补偿高斯脉冲激光经过光纤之后的色散展宽。模拟结果表明:光纤色散导致的脉冲展宽可以通过线性啁啾光纤光栅进行很好的补偿。进一步研究发现,通过对设计的啁啾光纤光栅运用高斯变迹函数进行切趾优化,可以显著改善色散补偿的效果,以获得对脉冲激光色散展宽的完全补偿。文中的研究对于设计高质量的硫系中红外光纤激光器具有理论指导意义。     

Ge_(15)Ga_(10)Te_(75)薄膜的磁控溅射制备及性能的可控研究

采用磁控溅射法制备了Ge_(15)Ga_(10)Te_(75)薄膜,研究溅射工艺对薄膜结构与性能的影响,并分析了在不同热处理温度(200~280℃)退火后薄膜光学特性的变化。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微拉曼光谱仪、分光光度计等测试手段对热处理前后薄膜样品的微观结构和光学特性进行了表征,结果表明,3次不同工艺下制备的沉积态薄膜组分与靶材偏差较小,且均是非晶态。沉积态薄膜的短波截止波长均在1μm左右;当退火温度(Ta)大于薄膜的玻璃转化温度(Tg)时,薄膜的光学带隙(Egopt)随着退火温度的增加而逐渐减小,沉积态薄膜的光学带隙分别为1.05,1.06和1.07eV,而在280℃退火后薄膜光学带隙分别降至0.38,0.42和0.45eV,以上3次实验结果表明,不同工艺下制备的Ge_(15)Ga_(10)Te_(75)薄膜组分均匀可控,热学和光学参数较一致。     

Glass formation and optical band gap studies on Bi<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript>-B<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript>-BaO ternary system

The glass forming region of Bi₂O₃-B₂O₃-BaO ternary system was investigated. A serial of glass samples with high Bi₂O₃ content in Bi₂O₃-B₂O₃-BaO system were prepared by using conventional melting and quenching meld, and the refractive indexes and absorption spectra of samples were measured. It is found that the refractive index of samples as well as the UV absorption increase with the increase of BaO content. According to the Tauc law, optical band gap E _opg which is assumed to be the effective energy band gap E _g is calculated and decreases with the increasing BaO content, and the ratio of E _g/E _opg is 1.3.     

硫系玻璃超快光子晶体光开关特性研究

利用熔融淬冷法制备了GeSbSe硫系玻璃,并用Z 扫描法测试了其三阶非线性特性。以制备的硫系玻璃作为基质材料设计了通信波段的光子晶 体光开关器件,采用平面波展开法优化了光子晶体结构的带隙,利用时域有限差分(FDTD)法 分析了所设计的光子晶体光开关结 构的传输特性,通过调整晶格常数与点缺陷的半径,获得了在超短激光脉冲诱导下的硫系玻 璃超快光子晶 体光开关。数值计算表明,对于1550 nm通 信波段,通过调节泵浦光强并使微腔处折射率改变,可以 实现对光波的导通与截止。分析结果显示,本文光开关的 阈值功率密度为7.7×10⁹W/cm²,开关消光比为25.48dB,品质因子达到10⁴。     

用Judd—Ofelt理论计算Tm^3＋掺杂的磷酸盐玻璃光谱参数

测试了60P2O5－39RO－1Tm2O3(R=Mg,Ca,Sr,Ba,Zn)和60P2O5－（39－x)BaO-xAl2O3-1Tm2O3(x=0,3,6,9,12,15)(mol%)掺Tm^3 磷酸盐玻璃系列的吸收光谱,确定了Tm^3 离子在磷酸盐玻璃中的能级结构,并根据Judd-Ofelt理论计算了强度参数Ωt(t=2,4,6),给出了Tm^3 离子的振子强度,自发辐射电偶跃迁几率等光谱参数。     

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mol％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Yb³⁺离子的受激发射截面(σ_emi),并且计算了Yb³⁺的自发辐射几率(A_rad),²F_5/2能级的辐射寿命(T_rad)。讨论了玻璃中Bi₂O₃和B₂O₃的组成变化对其物理性质、Yb³⁺离子的吸收特性、发光特性以及OH^-离子对实测Yb³⁺荧光寿命(T_f)的影响。结果表明:Yb³⁺掺杂的Si₂-Bi₂O₃-B₂O₃具有较好的光谱性能,是一种新型的Yb³⁺掺杂双包层光纤候选基质材料。     

碘化铅对Dy3+掺杂GeS2-Ga2S3玻璃荧光光谱性质的影响

采用熔融淬冷法制备了掺杂浓度为0.3%(质量分数)的Dy3+:(100-x)(0.8GeS2-0.2Ga2S3)-xPbI2(x=5,10,15,摩尔比)系列硫卤玻璃样品,测试了样品热稳定性、折射率、密度,吸收光谱、近红外及中红外荧光光谱.应用Judd-Ofelt理论计算了Dy3+在系列样品中的强度参数(Ω,t=2,4...     

远红外Ge-Te-Ag硫系玻璃的光学性能研究

用熔融淬冷法制备了一系列Ge-Te-Ag硫系玻璃,并确定了玻璃态的成玻区。通过阿基米德排水法、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)、可见/近红外吸收(UV-VIS-NIR)光谱和傅里叶红外透射(FTIR)光谱等技术,研究了玻璃态的物理特性、热学特性以及光学特性。研究表明,玻璃态的密度随着Ag含量的增加而增大;Ag的掺入改善了玻璃态的形成能力和热稳定性;随着Ag含量的增加,玻璃态的短波吸收限发生了红移,而红外截止波长基本没变化;玻璃态有着较宽的红外透过范围(1.8～20.0μm),表明其在远红外领域具有很大的应用前景。