平面光波导放大器用掺Er3+磷碲酸盐玻璃的研究

制备并研究了掺Er3+磷碲酸盐玻璃的热力学稳定性、吸收光谱、荧光光谱、Raman光谱和上转换发光性能.应McCumber理论计算了Er3+离子从能级4I13/2到能级4I15/2跃迁的受激发射截面并分析了掺Er3+磷碲酸盐玻璃带宽特性和上转换发光性能.结果表明由于五氧化二磷的加入碲酸盐玻璃的各项性能参数都有所变化,掺Er3+磷碲酸盐玻璃具有较高的热稳定性、较好的带宽特性,同时上转换发光得到了较好的抑制,这说明其是一种优良的宽带平面光波导放大器的潜在的基质材料.     

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.     

掺Er^3＋镓磷酸盐玻璃的光学性质

利用熔融淬火法制备了摩尔分数为40．8Ga2O3-58．0NaPO3-1．2Er2O3掺Er^3＋镓磷酸盐玻璃,测试并研究了样品中Er^3＋的吸收光谱、1．5μm发射光谱,根据Judd-Ofelt理论计算了Er^3＋离子强度参量Ωt（t=2,4,6）及自发辐射概率、荧光分支比、自发辐射寿命．结果表明,Er3＋1．5μm发射光谱半峰全宽达到40nm．同时,利用McCumber方法计算了Er^3＋4 I13／2→^4I15／2跃迁的受激发射截面,峰值达到6．10×10^-21cm^2,测定了Er^3＋4I13／2能级荧光寿命为4．88ms,^4I13／2能级量子效率为56．3％．     

Er3+/Ce3+共掺Bi2O3-B2O3-SiO2玻璃光谱性质研究

制备了玻璃组分Er3+ /Ce3+ 共掺15SiO2-(85-X)Bi2O3-XB2O3-1 wt% Er2O3-Ywt.%CeO2 (X=0, 5,10, 15,20, Y=0,2 ) 系列样品;测试了样品的物理性质和光谱性质;应用Judd-Ofelt理论和Weber理论分析了玻璃中Er3+,Ce3+离子间声子辅助能量转移(PAT)效率和及其影响因素,讨论玻璃基质中B2O3含量改变引起的声子能量变化对Er3+离子荧光发射特性的影响,同时研究Ce3+ 的掺入对Er3+ 掺杂的铋硼硅酸盐光谱性质的影响.结果表明在特定的B2O3 和合适的Ce3+掺杂浓度时,Er3+ 4I11/2→413/2 与 Ce3+ 2F5/2→2F7/2之间的声子辅助能量转移(PAT)率出现一个峰值,与玻璃基质中所测得的声子能量最佳值相匹配,验证声子辅助下的Er3+/Ce3+间能量转移的有效性.提高Er3+离子Er3+ 4I11/2→413/2能级跃迁中的驰豫率,进而提高Er3+在1.5 μm波段的荧光发射特性.     

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.     

掺Er3+重金属氧氟锗酸盐玻璃的上转换发光研究

研究了Er3+掺杂重金属氧氟锗酸盐玻璃的吸收光谱、上转换光谱和拉曼光谱,分析了重金属氧氟锗酸盐玻璃中Er3+的上转换发光机理.结果表明通过975 nm的激光二极管激发,在室温下同时观察到强烈的绿光(529 nm和551 nm)和红光(657 nm)发射,分别是由于Er3+离子2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁,并且均为双光子吸收过程.拉曼光谱研究表明氟离子在玻璃网络中具有重要作用.     

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.     

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。