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,介绍了各种中红外光纤基质材料的特点、光纤结构及参数特性,详细综述了其在中红外波段气体、液体和生物化学等领域的传感进展,最后对中红外光纤倏逝波传感器的发展趋势进行了展望。     

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2~5 μm)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。     

蓝绿光上转换荧光输出的稀土掺杂玻璃研究进展

上转换光纤激光器由于在医疗、生命科学等领域应用逐步加强,近年来受到了广泛的重视.本文简要回顾了上转换发光的发展历程,归纳了能够实现蓝绿光输出的稀土离子的种类,详细阐述了近年来具有蓝绿光输出的上转换发光的不同基质玻璃(氟化物玻璃、硫化物玻璃、碲酸盐玻璃、锗酸盐玻璃、铋酸盐玻璃、卤氧化物玻璃)的研究进展,最后,对稀土离子掺杂的玻璃上转换发光的研究动向进行了展望.     

透明氟铝酸盐微晶玻璃研究

为改善氟化物玻璃的物理化学性能,对氟铝酸盐玻璃进行了晶化实验,制备了透明氟铝酸盐微晶玻璃.对微晶玻璃进行了X射线衍射(XRD)、透射光谱研究和扫描电镜(SEM)观察.结果表明:热处理温度不同,玻璃中析出的晶相会有差异.微晶玻璃中有一些异常的大尺寸晶体,这些晶体的存在影响玻璃中晶体的均匀性,降低微晶玻璃的红外透过能力.     

Er~(3+)-Tm~(3+)共掺碲酸盐玻璃中近红外超宽带发光性质

研究了Er~(3+)-Tm~(3+)共掺TeO_2O-Nb_2O_5-Ln_2O_3(TKNL)碲酸盐玻璃的近红外发光光谱以及上转换光谱性质,该碲酸盐玻璃的起始析晶温度与玻璃转变温度之差△T为136℃,表明此玻璃具有良好的热稳定性,有利于拉制光纤。在808 nm半导体激光器的激发下在近红外波段观察到半高宽为185 nm的宽带近红外发光。通过对不同Tm~(3+)浓度以及不同激发波长下TKNL玻璃的近红外发光以及上转换发光的研究,探讨了Er~(3+)m~(3+)之间的能量传递机理。上述玻璃材料有望用作S和C波段光纤放大器的增益介质。     

氟锆酸盐玻璃中锌原子近邻结构的EXAFS研究

氟锆酸盐玻璃由于具有从近紫外到中红外的较宽透光范围、较高的氟离子电导率和较好的稀土荧光特性,因而作为一类新颖的光导材料和电子材料已引起人们的关注。另外,氟锆酸盐玻璃的结构很显然地有别于其它已知玻璃的结构,这也激发了人们对它的结构进行探究的兴趣。 二元BaF_2-ZrF_4系统的玻璃形成范围为含50—75mol％ZrF_4,该系统玻璃由于难以制成大尺寸,因而缺乏实际应用价值。而在BaF_2-ZrF_4基玻璃中掺入一系列金属氟化物     

红外光纤材料的研究——氟化物-氧化物混合体系玻璃

一、引言氟化物玻璃是一类新型的红外导光材料,它具有导光固有损耗低,化学稳定性好、不潮解、久置不失透、转变温度适中、能透过中红外光波等特点,目前被认为是未来最佳的红外光纤材料。除用作红外光纤材料外,氟化物玻璃还是一种优异的红外玻璃材料和固体激光基体材料,具有许多人们梦寐以求的特性。因此,自它开发以来,世界各国都竞相研制。虽然氟化物玻璃有着许多优良特性,但大多数氟化物不易形成玻璃态或成玻条件极为苛刻。有时,即使能成玻璃,在加工时也易引起反玻璃化。因此要得到质地优良、性     

氟化铟玻璃若干性质研究

一、引言 自70年代中期Poulain等人发现氟锆酸盐玻璃后,在最近十几年中,相继出现了氟铪、氟钍和氟铝等为基础的氟化物玻璃形成系统。许多科学工作者为改善玻璃的析晶性能、化学稳定性和光学性能,在理论上和实用上做了大量的工作,对玻璃的形成、结构、性质及相互间的关系也进行了深入的研究,取得了一定的进展。与此同时,为了获得性能更为优良的玻璃,人们也在进一步探索新的形成系统。氟化铟玻璃系统是最新一代的氟化物玻璃。国     

硫系玻璃光纤的研究进展

硫系玻璃光纤具有超高非线性、截止波长长、折射率可调、性能稳定等优点。其红外超连续(SC)谱在传感方面的潜在应用价值,使其成为光纤通信领域的理想材料。本文介绍了硫系玻璃红外光纤的应用、结构和制备方法,并对硫系玻璃光纤研究方向和发展前景进行了展望。     

Er~(3+)掺杂碲酸盐微晶玻璃光纤的中红外荧光特性

利用管内熔体直拉法制备了Er~(3+)掺杂的碲酸盐微晶玻璃光纤,其中碲酸盐玻璃的组成为72TeO_2-25PbO-3Er_2O_3 (mol%)。并研究了其微观结构和光学性能。结果表明:通过这种方法制备的光纤具有良好的芯包结构,没有明显的元素扩散,并且经过适当温度热处理后在光纤中析出尺寸约20 nm的Pb Te3O7纳米晶。与前驱体光纤相比,在980 nm激光的泵浦下,2.7μm中红外发光强度在微晶玻璃光纤中得到显著的增强,这主要是由于晶体场效应的影响,其优异的光学性能表明,获得的碲酸盐微晶玻璃光纤有望在中红外光纤放大器和可调谐激光器领域得到应用。     

Er掺杂氟碲酸盐玻璃的制备和上转换发光性能的研究

结合氟化物玻璃和碲酸盐玻璃的各自优势,在空气气氛下通过熔融法制得了光学性能良好的氟碲酸盐玻璃,该体系玻璃具有较低的声子能量,Er掺杂和Er/Yb共掺氟碲酸盐玻璃在980 nm激光的激发下可实现上转换发光,能观察到明显的绿光和红光。对稀土掺杂玻璃进行吸收光谱的分析,并利用J-O理论计算了振子强度参数和光谱品质因数,有较好的发光能力。通过分析可见光光谱,结合Er的能级结构,得出了实现可见光发光的能量传递过程,并利用速率方程证明该过程是线性衰变和上转换的共同作用。     

Tm3+掺杂玻璃光纤研究进展

2 μm波段光纤激光可被广泛应用于激光雷达、生物医疗、环境监测以及光谱学等领域,而Tm³⁺掺杂玻璃光纤是2 μm波段光纤激光重要的增益介质。本文从Tm³⁺掺杂玻璃的发光特性出发,介绍了Tm³⁺掺杂玻璃光纤的制备技术,综述了不同玻璃基质材料掺Tm³⁺光纤的研究进展。最后,指出了制备高性能Tm³⁺掺杂玻璃光纤需要解决的关键问题,提出了可能的解决方法,并对Tm³⁺掺杂玻璃光纤发展趋势进行了展望。     

旋转浇铸法小芯径掺杂氟化物玻璃光纤预制棒的研制

本文通过对浇铸芯料玻璃时的粘度及皮料管内壁温度的控制，用连续浇铸芯、皮料的旋转法制取了芯皮比小于1:2．5的小芯径氟化物玻璃预制棒，给出了所用的掺钕氟化物芯皮玻璃的组成、物理性能及用此预制棒拉制成光纤的一些性能。该光纤的荧光光谱表明，此工艺还可为光纤有源器件的研制提供氟化物玻璃基质材料。     

氟铝酸盐熔体的粘度

用转动法在氮气氛下测定了氟铝酸盐熔体在700—1000℃的粘度,研究了Ba(PO_3)_2和YF_2对氟铝酸盐熔体粘度的影响。与氟锆酸盐熔体类似,氟铝酸盐熔体的粘度较普通玻璃熔体低得多,其粘滞活化能随温度降低而迅速增加,在液相温度附近氟铝酸盐熔体的粘滞活化能与具有链状结构的玻璃熔体相近。 氟铝酸盐熔体中引入偏磷酸钡将明显提高熔体粘度和粘滞活化能,结合红外光谱的研究结果,作者认为氟铝酸盐熔体和玻璃的结构很可能是微不均匀的,由氟化物区和磷酸盐区组成。     

羟基对掺铒铋酸盐玻璃1.53 μm波段荧光及信号放大特性的影响

用高温熔融法制备了组分为Bi2O3-B2O3-SiO3铋酸盐掺铒玻璃,研究了羟基含量对玻璃中Er3+的1.53 μm波段荧光和对光纤中信号放大特性的影响.研究表明:通过氧气鼓泡除水处理.能有效地去除玻璃中羟基,从而显著提高1.53μm波段荧光强度.同时,对铋酸盐掺铒玻璃光纤中Er3+离子数速率方程和光功率传输方程的理论模拟表明:减少纤芯玻璃中羟基含量可以使1 520～1 620mm范围内信号增益得到不同程度的提高.因此,除水处理对于铋酸盐掺铒玻璃应用于1.53μm波段宽带光纤放大器是非常必要的.     

氟化物玻璃光纤预制棒制备工艺研究

研究了氟锆酸盐玻璃光纤预制棒制备工艺对块状玻璃散射损耗和光纤损耗的影响。制得了最低损耗为７５ｄｂ／ｋｍ，用氟塑料管作包皮的氟锆酸盐玻璃光纤，并进行了传输能量试验。     

基于多孔玻璃的发光材料研究进展

多孔玻璃在过去的几十年中被广泛应用于提纯过滤,生物化学和离子选择等领域,是一种多功能微结构材料。多孔玻璃所制备的材料在光学领域也展现出不俗的优势,成为突破多种光学材料应用瓶颈的关键。对多孔玻璃在可见光和近红外波段的研究进行了综述,介绍了各种稀土离子和金属离子在多孔玻璃中的发光特性,展现了多孔玻璃在制备微晶发光玻璃和封装碳点、量子点方面的优势。描述了使用多孔玻璃制备光纤的方法,此种方法有望突破各种有源光纤制备的技术难题。对多孔玻璃未来发展进行了展望。     

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.     

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。     

多波段调控节能玻璃的研究进展与挑战

动态调光玻璃可根据气候变更选择性地调控目标光谱波段的光通量，从而具备良好的光热管理能力，因此在建筑行业的节能转型中备受重视。其中，能够对可见光、近红外、长波红外等多波段进行独立调控的动态调光玻璃因高效的光谱利用率，更有利于发挥节能优势。本文围绕多波段调控节能玻璃，简要介绍了光谱调控对玻璃节能的作用，详细概述了现阶段实现多波段调控的主要手段，并基于研究现状提出产业化进程中面临的诸多挑战。同时结合近期报道的前沿技术，展望其未来发展趋势。