新型掺铒碲酸盐玻璃光谱性质和热稳定性研究

采用高温熔融法制备了掺Er^3＋：TeO2-B2O3-SiO2-Na2O系列玻璃样品。对样品吸收光谱、发射光谱、差热曲线和Er^3＋：4I 13／2能级的荧光寿命进行了测试和分析。计算得到Er^3＋的J-O强度参数Ωλ（λ=2,4,6）,讨论了SiO2的含量对Er^3＋在该系列玻璃样品中发光性能的影响。结果表明,SiO2的引入有效提高了玻璃材料的有效发射带宽和热稳定性,有效抑制了材料的荧光上转换效应。同时,计算得到Er^3＋：^4 I13／2→^4I 15/2能级的量子效率为ηmax=63％。     

Er3 掺杂的碲硼酸盐玻璃的上转换光谱性质

研究了70TeO2-（15-x）ZnO-15Na2O-xB2O3-1wt％Er2O3（x=0、4、8、12和mol％）玻璃系统中B2O3的含量对Er^3＋上转换光谱性质的影响。结果表明：随B2O3含量的增加，Fr^31的^4 I11/2能级寿命减小；^4 I11/2→I13/2无辐射跃迁几率增加；Er^3＋的上转换绿光（^4S3/2、^2H11／2→I15/2）和红光（^4F9/2→4I15/2）减弱。基于Er^3＋在975nm波长激发下的上转换机理，建立了^4F7/2、^H11/2（^4S3/2）、^4H9/2、^4 I11/2和^4I13/2。这5个激发态能级的速率方程，结果表明，上转换绿光和红光强度跟^4 I11/2能级的粒子数的平方存在着正比关系。     

掺Er~(3+)碲硼酸盐玻璃1.53μm波段荧光强度提高研究

用高温熔融法制备了系列70TeO2-(25-x)B2O3-xGeO2-5Na2O(x=5,10,15和20 mol%)掺Er3+碲硼酸盐玻璃。为提高1.53μm波段的荧光发射强度,测试了玻璃样品的吸收光谱、红外透射谱、1.53μm波段荧光谱及4I13/2能级Er3+荧光寿命,结合Judd-Ofelt(J-O)理论分析了Er3+光谱特性随玻璃组分含量的变化,进而研究了玻璃中OH基对1.53μm波段荧光强度的影响。结果表明,碲硼酸盐玻璃具有较好的宽带荧光谱特性,其有效带宽大于72 nm;随着玻璃中GeO2逐步替代B2O3,1.53μm波段荧光强度相应提高。同时,通过O2鼓泡除水处理,能减少玻璃中OH基含量并减弱4I13/2能级上Er3+到OH基的无辐射能量传递,从而进一步提高了Er3+荧光寿命和1.53μm波段荧光强度。     

铒掺杂钠铝硅玻璃成分对其光谱性质的影响

研究了Na2O含量对Na2O-Al2O3-SiO2(NAS)玻璃的光谱性质的影响。利用Judd-Ofelt(J-O)理论和吸收光谱计算了Er^3 掺杂的铝硅酸盐玻璃的Ωt参数、自发辐射几率和自发辐射寿命，分析了Ωt参数与Na2O含量的关系以及与吸收截面，Er^3 离子^4I13 2能级的自发辐射几率和荧光半峰全宽(FWHM)等性质的关系。随Na2O含量的增加．J-O参数Ωt(t=2，4，6)减小，Er^3 离子1533nm的吸收截面和荧光半峰全宽．Er^3 离子^4I13 2能级的自发辐射几率也减小，而Er^3 离子的荧光寿命增大。     

Er^3＋掺杂玻璃的1．5μm发射光谱及其带宽

用高温熔融法制备了Er^3 掺杂的氧化物玻璃，研究了Er^3 在11～300K温度范围内对应于^4I13/2→^4I15/2跃迁的1．5μm发射光谱，将^4I13/2多重态中的高能态和最低能态向基态跃迁发射的光谱成分从测量的发射光谱中分离开来，讨论了光谱成分对1．5μm发射带宽的影响。提出了等效四能级模型，并用此模型解释了Er^3 ^4I13/2→^4I15/2辐射跃迁的线形及其变温特性。分析表明，提高^4I13/2多重态中高能态的辐射跃迁几率是获得室温下宽带1．5μm发射的关键。最后，根据Mc Cumber理论，利用吸收光谱变换得到了与测量一致的发射光谱形状及相应的受激发射截面。     

新型掺铒碲酸盐玻璃光谱性质和热稳定性研究

采用高温熔融法制备了掺Er3 :TeO2-B2O3-SiO2-Na2O系列玻璃样品.对样品吸收光谱、发射光谱、差热曲线和Er3 :4I13/2能级的荧光寿命进行了测试和分析.计算得到Er3 的J-O强度参数Ωλ(λ=2,4,6),讨论了SiO2的含量对Er3 在该系列玻璃样品中发光性能的影响.结果表明,SiO2的引入有效提高了玻璃材料的有效发射带宽和热稳定性,有效抑制了材料的荧光上转换效应.同时,计算得到Er3 :4I13/2→4I15/2能级的量子效率为ηmax＝63%.     

Er3 /Yb3 共掺TeO2-WO3-Bi2O3玻璃的光谱性质

用高温熔融法制备了Er3+/Yb3+共掺的TeO2-WO3-Bi2O3玻璃,研究了该玻璃的吸收和荧光光谱性质.应用Judd-Ofelt(JO)理论计算了Er3+的谱线强度、自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命等光谱参数,并拟合了相应的强度参数Ωt(t＝2,4,6).Er3+在该玻璃中4I13/2→4I15/2发射的荧光半高宽(FWHM)为77nm,应用McCumber理论计算的受激发射截面为1.03×10-20cm2.其带宽特性FWHM×σpeake乘积优于掺Er3+的硅酸盐、磷酸盐和铋酸盐玻璃,说明这是一种制备宽带光纤放大器的优良基质材料.Er3+在400～850nm波长范围存在着5个上转换发射峰,分别对应Er3+的激发态4I7/2、2H11/2、4S3/2、4F9/2和4I9/2到基态4I15/2的发射,分析了其可能存在的上转换过程.     

Er3+掺杂Bi2O3-B2O3-Ga2O3玻璃光谱性质及热稳定性研究

用高温熔融法制备了Er3 掺杂50Bi2O3-(50-x)B2O3-xGa2O3(x=0,4,8,12,15 mol%)系列玻璃,测试了上述玻璃样品的吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命及热稳定性.分别应用Judd-Ofelt理论和McCumber理论计算了Er3 强度参数和受激发射截面.研究发现,当Ga2O3含量在mol 8%时,荧光半高宽(FWHM)、峰值发射截面(σpeak e)和4I13/2能级荧光寿命(τm)均达到了峰值,其FWHM和σpeake分别为81 nm和1.03×10-20cm2.热稳定性则随着Ga2O3含量的增加而改善,析晶开始温度(Tx)和玻璃转变温度(Tg)之间的差值(△T)最高达到了261℃.研究表明,含适当重金属Ga2O3的铋硼酸盐玻璃具有较好的光学性能和热稳定性,适合于作为高增益、低噪声的宽带掺铒光纤放大器的基质材料.     

掺Er3+碲锌铋酸盐玻璃光谱特性研究

制备了掺铒碲锌铋酸盐玻璃样品84.5TeO2-(15-x)ZnO-xBi2O3-0.5mol% Er2O3(TZB x=0,2,4,6,8,10mol%).测试和分析了玻璃样品的吸收光谱、荧光光谱和4I13/2能级寿命等参数.根据McCumber理论,计算了Er3 受激发射截面(σpeake=(6.31～8.57)×10-21cm2)、并测量了Er3 荧光半高度(FWHM=65～70nm).结果表明:适量Bi2O3(～6mol%)的引入,能较好地改善玻璃样品FWHM,σpeake,4I13/2能级寿命和量子效率等光谱参数.     

Cr3+,Yb3+,Er3+共掺磷酸盐铒玻璃中Ce3+和Cr3+离子对光谱性质的影响

研究了 Cr3+ ,Yb3+ ,Er3+共掺磷酸盐铒玻璃的吸收光谱和荧光光谱性质。通过测定和计算各种 Cr3+ ,Yb3+ ,Er3+ 共掺磷酸盐铒玻璃的光谱参数 ,初步探明了 Ce3+ 和 Cr3+ 离子浓度含量对 Cr3+ ,Yb3+ ,Er3+ 共掺磷酸盐铒玻璃光谱性质的影响。结果表明 ,Ce O2 含量为 2 .8mol- %,Cr2 O3含量为 0 .0 8wt.- %玻璃的光谱性质较好。Ce3+ 离子价态的变化也对玻璃的光谱性质有重要影响。 Ce3+ 离子的存在更有利于对抽运光的吸收和能量的传递。在 Cr3+ ,Yb3+ ,Er3+共掺磷酸盐铒玻璃中实现了 Er3+荧光寿命达 8m s,受激发射截面为 0 .8× 1 0 - 2 0 cm2的光谱特性 ,为今后该玻璃的激光实验提供了重要参数。     

Ho^3＋，Yb^3＋：YAl3（BO3）4晶体的光谱特征

采用助熔剂法生长了Ho3+,Yb3+共掺的Ho3+,Yb3+:YAl3(BO3)4(Ho,Yb:YAB)晶体,测量了晶体的室温吸收谱,进而根据Judd-Ofelt(J-O)理论计算了Ho3+在Ho,Yb:YAB晶体中的强度参数、自发辐射几率和积分发射截面等参数,得到强度参数为Ω2=1.50639×10-18cm2、Ω4=4.86489×10-19cm2和Ω6=1.40248×10-19cm2。研究了晶体的荧光特性,并在976 nm激光泵浦下得到了上转换绿色荧光。     

钛酸钙对BZN-CaTiO_3系统介电性能的影响

研究了利用电子陶瓷工艺制得的主晶相为Ba(Zn1/3Nb2/3)O3(BZN)和CaTiO3的新型陶瓷,BZN具有立方钙钛矿结构。通过烧结温度的改变得到不同介电性能的陶瓷材料,发现CaTiO3的添加量对系统介电性能有显著影响。在1 395℃烧结的BZN-CaTiO3陶瓷,当CaTiO3的添加量为60%(质量分数)时介电性能最佳,其εr为99.97,tgδ为0.54×10-4,αC为–13.05×10-6℃–1(25~85℃,1MHz下测量)。     

Ca3(BO3)2的振动光谱分析

分别利用因子群对称分析法和位置群对称分析法对Ca₃(BO₃)₂晶体的振动模式进行了理论分析。Ca₃(BO₃)₂的晶格振动模式分为外振动和内振动模式,外振动模式为:3A_1g+4A_2g+7E_g+3A_1u+3A_2u+6E_u,内振动模式为：2A_1g+2A_2g+4E_g+2A_1u+2A_2u+4E_u。Ca₃(BO₃)₂晶体在布里渊区中心Γ点晶格振动的对称性分类为：5A_1g+6A_2g+11E_g+5A_1u+6A_2u+11E_u,其中声学模为：A_2u+E_u,拉曼活性光学模为5A_1g+11E_g,红外活性光学模为：5A_2u+10E_u,其余为非拉曼、非红外活性光学振动模。用高温固相法成功合成了Ca₃(BO₃)₂粉末,测量了它的室温Raman光谱,并利用群论分析的结果对谱图进行了讨论,指认了BO₃^3-基团的特征振动频率。     

共沉淀法制备Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3陶瓷的研究

对用化学共沉淀法制备Ｂａ （Ｍｇ１／３Ｔａ２／３） Ｏ３ （ＢＭＴ） 陶瓷及其烧结特性进行了研究。结果表明其烧结温度比用传统方法降低了１８０～２５０℃。在１ ４００℃时获得了致密的陶瓷,其体积密度达理论密度的９６％ ,晶粒排列紧密,介电特性：Ｑ×ｆ＝ ６５ ０００ ＧＨｚ,εｒ＝ ２３～２５,在ｆ＝ １０ＧＨｚ,ｔ＝ － ２０～＋ ６０℃时τｆ ＝ （０～３）×１０－ ６℃－ １。     

掺Er^3＋和Er^3＋／Yb^3＋共掺光纤激光器中抑制自脉动的效果

针对掺Er^3 光纤激光器存在的自脉动现象，分析了其存在的原因，提出了抑制的方法。数值计算表明，由于Yb^3 的加入，在Er^3 ／Yb^3 共掺光纤激光器中，自脉动现象得到了有效的抑制。     

Ba3Ga（PO4）3:Dy3+荧光粉阴极射线发光研究

本文研究了采用高温固相法合成的Ba3Gd(PO4)3:Dy3 荧光粉的阴极射线发光特性.测试并比较了电子轰击前后荧光粉的CL谱、色坐标以及PL谱变化.Ba3Gd(PO4)3:0.06Dy3 荧光粉的色坐标为 x=0.454,y=0.424,Tc=2889.3 K.测试结果显示该荧光粉是一种低色温、暖白光荧光粉,并且具有高的饱和电流,有耐大电流密度电子束轰击的能力.     

Ca-B-Si掺杂对Ba(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3陶瓷介电性能的影响

采用传统电子陶瓷工艺合成了Ca-B-Si(CBS)玻璃掺杂的Ba(Mgl/3Nb2/3)O3微波介质陶瓷,研究了CBS掺杂量对陶瓷微波介电性能的影响。结果表明:CBS掺杂可促进陶瓷烧结并提高B位1:2有序度,进而降低微波介质损耗。当w(CBS)=3%时,陶瓷烧结温度由纯相时的1 500℃以上降至1 250℃,表观密度提高到6.32 g/cm3以上,陶瓷的微波介电性能达到最佳值:εr=26,Q.f=67 800 GHz(8 GHz),τf=25×10–6/℃。该陶瓷有望成为用于高频段微波器件的材料。     

BaSnO3纳米粉改性Ba(Mg1/3Ta2/3)O3介质陶瓷的研究

以BaSnO3纳米粉体作为添加剂制备(1-x)B a(M g1/3T a2/3)O3-xB aSnO3陶瓷,并与以SnO2为起始原料直接合成的BM T-BS陶瓷作了对比研究。当x(Sn)=12%时,两种工艺在1 500°C保温4 h均能使材料烧结致密。不同的工艺对材料介电常数(rε)和谐振频率温度系数(fτ)的影响没有明显差异,但掺杂B aSnO3纳米粉体的试样具有明显较高的品质因数(Q),该材料的微波介电性能为:rε=24.6,fτ≈0.8×1-0 6/°C,Q×f≈2.24×105GH z。     

超宽带Er3+-Tm3+共掺石英光纤放大器串联特性分析

在不影响Er3 -Tm3 共掺石英光纤超宽带放大特性的前提下,提出了利用串联的方式提高系统功率增益的方法,并模拟仿真了两级串联此种石英光纤的工作特性.仿真结果表明:两级串联的Er3 -Tm3 共掺石英光纤的功率增益可达20 dB,基本上解决了其宽带放大但只具有低功率增益的特性.通过与现阶段其它宽带光放大器比较,可以看出采用此种方式的Er3 -Tm3 共掺石英光纤放大器无论在系统复杂度还是在成本方面都具有明显优势.