掺铒0.7TeO2-0.2ZnO碲酸盐玻璃的热膨胀性能探讨

研究表明掺铒TeO2-ZnO碲酸盐玻璃具有良好的热力学稳定性和光学性能.本文通过对掺杂不同浓度Er2O3的TeO2-ZnO碲酸盐玻璃的热膨胀性能进行测试,依据玻璃的热机械分析(TMA)测试曲线来分析碲酸盐玻璃的热膨胀性能的影响规律,以期得到一种具有良好热力学稳定性以及热膨胀性能的光纤放大器用碲酸盐玻璃基质.     

掺Er3+碲酸盐玻璃热稳定性的改进

制备了掺Er3+ -TeO2-ZnO-Na2O-Nb2O5和TeO2-PbO-B2O3系统玻璃,测定了玻璃的热稳定性和吸收光谱,在碲-锌-钠多组分玻璃中具有不同的玻璃转变温度Tg和开始析晶温度Tx,按照Hruby's参数HR=(Tx-Tg)/(Tl-Tc);(Tx-Tg)越大则玻璃稳定性越好,在TeO2-ZnO-Na2O系统玻璃中ZnO含量增加则(Tx-Tg)增大,加入少量(小于10%(摩尔分数))Nb2O5,Pb0使(Tx-Tg)变大,玻璃的热稳定性变好.     

Er3+掺杂TeO2-WO3-ZnO玻璃的发光性质

制备了不同组成和掺Er3 量的TeO2 WO3ZnO(TWZ)玻璃样品 ,测量了样品的吸收光谱和 970nmLD激发下的荧光光谱、荧光寿命。对制得的Er2 O3掺杂摩尔分数为 0 .6%的玻璃样品 ,由吸收光谱测得的 1.5 μm峰值吸收截面及计算的受激发射截面分别为 0 .74～0 .77pm2 和 0 .86～ 0 .90pm2 ,且玻璃的组成对其影响很小 ;Er3 在摩尔组成为 75TeO2 2 0WO35ZnO的TWZ玻璃中具有较大的荧光发射半高宽 (fullwidthathalfmaximum ,FWHM) ,且随掺Er3 量的增加 ,Er3 1.5 μm发射荧光强度和FWHM总体呈增加趋势 ,实验得到掺Er3 量为 3 .3 4× 10 2 0 /cm3时的FWHM为 80nm。研究同时发现Er3 在TWZ玻璃中具有很好的溶解性且其浓度猝灭效应较小     

掺铒碲酸盐玻璃的制备和光谱性能

制备了掺铒碲酸盐玻璃80TeO2-10La2O3-10RmOn(RmOn=BaO,Na2O,Li2O),用差热分析方法研究了碲酸盐玻璃的热力学稳定性。应用MeCumber理论计算了Er3 在碲酸盐玻璃中的受激发射截面σemi=9.51×10-21 cm2。利用所测玻璃的吸收光谱,应用Jadd-Ofelt理论计算出碲酸盐玻璃的J-O强度参数,Er3 在玻璃中的自发辐射机率,荧光分支比及跃迁振子强度等光谱参数。从玻璃的荧光光镨测得掺Er3 碲酸盐玻璃的荧光半高峰为75 nm。作为光放大器介质的掺Er3 碲酸盐玻璃的荧光峰半高宽与受激发射截面积值分别为铝硅酸盐玻璃的2.8倍和4.3倍,是一种更为理想的宽带光纤放大器用基质材料。     

TeO2-ZnO玻璃的结构与热稳定性

通过DSC,红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)分析,研究了TeO2-ZnO碲酸盐玻璃的组分和结构对其热力学稳定性的影响.结果表明,玻璃的热力学稳定性与ZnO 引起玻璃的结构发生变化密切相关.     

Spectroscopic Properties and Energy Transfer Mechanism of Er^3＋/Yb^3＋/Ce^3＋ Codoped Tellurite-based Glasses

为进一步揭示多稀土离子共掺低声子能量玻璃中Er3＋的光谱特性及其发光机理,采用高温熔融法制备了Er3＋/Yb3＋/Ce3＋共掺组分为（72.5–x）TeO2–20ZnO–5La2O3–0.5Er2O3–2Yb2O3–xCe2O3（x=0,0.4,0.7,1.0,摩尔分数x%）的碲酸盐玻璃,通过测量吸收光谱、荧光光谱和无掺杂样品的Raman光谱,以及计算相应能级间的吸收截面和受激发射截面,研究并分析了Yb3＋和Ce3＋离子掺杂对于Er3＋的1.55μm波段荧光特性的影响。结果显示：Yb3＋和Ce3＋的引入能显著增强975nm泵浦下Er3＋的1.55μm波段荧光强度。分析表明：Er3＋在1.55μm波段荧光强度的增强主要归结于Yb3＋/Yb3＋、Yb3＋/Er3＋离子间的共振能量传递过程以及基于单声子和双声子辅助的Er3＋/Ce3＋离子间的能量传递过程,并通过计算得到了相应稀土离子间的能量传递微观参数和声子所作的贡献比。     

氧化物添加对Bi_2O_3–B_2O_3–ZnO低熔点玻璃结构与性能的影响

采用常规的熔体冷却法制备了以Bi2O3–B2O3–ZnO为基体,外加氧化物（SiO2、GeO2、TeO2和Sb2O5）的玻璃试样,对比研究了氧化物对玻璃结构、转变温度、软化温度、析晶温度、热膨胀系数、抗弯强度和化学稳定性的影响规律。结果表明：在基体中加入SiO2,对降低玻璃的热膨胀系数最有效;加入TeO2,对降低玻璃的转变温度和软化温度最有效;加入Sb2O5,不仅能降低玻璃的转变温度和软化温度,使ΔT最大,而且能改善铋酸盐玻璃在封接过程中易析晶的问题,热膨胀系数较低,抗弯强度最大,化学稳定性最好。通过利用Fourier红外光谱、X射线衍射和热分析研究了玻璃结构的变化。     

Yb3+和Ce3+对Er3+掺杂碲酸盐玻璃光谱性质的影响

;在掺Er3 的70TeO2-20ZnO-5La2O3-5Nb2O5(各组成以摩尔比计)玻璃中引入Yb3 和Ce3 ,分析比较了975nm泵浦下Yb3 和Ce3 对于Er3 的1.5μm波段红外荧光和可见上转换发光特性的影响.结果表明:在掺Er3 的碲酸盐玻璃中引入Yb3 ,有效地提高了Er3 的1.5μm波段红外荧光强度、展宽了其荧光谱,也显著增强了可见上转换发光强度.随着玻璃中Ce3 的引入,进一步提高了Er3 的4I11/2→4I13/2能级间无辐射弛豫速率,1.5μm波段红外荧光也得到进一步增强,但可见上转换发光大幅减弱.与Er3 /Yb3 共掺相比,Er3 /yb3 /Ce3 共掺碲酸盐玻璃是一种更为理想的应用于1.5 μm波段宽带放大器的增益介质.     

B2O3、K2O和ZnO含量对汽车玻璃油墨用低熔点玻璃性能的影响

以Bi2O3-B2O3-ZnO-SiO2体系为基础玻璃,通过调整玻璃组分,研究分析了B2O3、K2O和ZnO含量对玻璃性能的影响.结果表明:玻璃的热膨胀系数、软化温度及化学稳定性会随着玻璃组分中B2O3、K2O和ZnO含量的不同而改变,当B2O3、K2O和ZnO的质量分数分别为10％、3％和5％时,玻璃的热膨胀系数和软化温度分别为83.524×10-7℃-1和525.9℃,且化学稳定性良好,符合汽车玻璃油墨对低熔点玻璃粉的要求.     

Sm~(3+)掺杂碱锌硼硅酸盐玻璃的稳定性

为了实现纳米半导体微晶在稀土Sm3+掺杂碱锌硼硅酸盐基础玻璃中的受控成核、生长,系统研究了基础玻璃的SiO2与B2O3摩尔比以及BaO、ZnO、La2O3、Y2O3、Nb2O5等不同的网络中间体对玻璃稳定性的影响。研究表明:控制SiO2与B2O3摩尔比以及BaO、La2O3、Y2O3、Nb2O5在玻璃中的掺入量均能提高玻璃的形成能力,增加玻璃的稳定性;不同的组分对于玻璃稳定性的改善也具有不同的机制,但是并不影响玻璃的析晶产物。     

含Nb2O5和La2O3系统玻璃形成区

用新的玻璃形成区探索方法研究了Ｌａ２Ｏ３的质量分数分别为１％,５％,１０％时含Ｎｂ２Ｏ５,Ｌａ２Ｏ３系统玻璃的形成区（玻璃生成体分别为Ｐ２Ｏ５,ＳｉＯ２,Ｂ２Ｏ３,ＴｅＯ２＋ＧｅＯ２,修饰体为ＢａＯ,ＺｎＯ）,这些系统可作为激光激活离子Ｎｄ＾３＋,Ｙｂ＾３＋,Ｈｏ＾３＋,Ｔｍ＾３＋,Ｅｒ＾３＋等掺杂的理想基质。     

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。     

ZnO-B2O3-P2O5系封接玻璃的研究

采用熔融法制备了ZnO-B2O3-PO5 系无铅磷酸盐封接玻璃，研究了组成对玻璃结构、特征温度、热膨胀和化学稳定性的影响。结果表明：B2O3和P2O5为玻璃网络形成体，ZnO含量较低时可以参与到玻璃网络结构中，提高玻璃的稳定性；玻璃转变点Tg、熔制温度Tm、封接温度Ts、软化点Td都随P2O5／B2O3减小而增加；B2O3／ZnO是影响玻璃熔制温度的主要因素；ZnO含量对玻璃密度和热膨胀系数影响较大。ZnO-B2O3-PO5 系玻璃在中性环境下的化学稳定性较好。。     

P2O5-V2O5-B2O3-ZnO系无铅低熔电子封接玻璃的性能

研究了P2O5-V2O5-B2O3-ZnO系无铅封接材料,考察了V2O5和B2O3含量对低熔玻璃软化温度、热膨胀系数及热稳定性的影响. 结果表明,玻璃的软化点随V2O5含量增加而降低,提高B2O3含量使软化温度先升高后降低,出现硼反常现象. 当V2O5和B2O3摩尔含量为15%和8%时,低熔玻璃的软化温度、热膨胀系数及热稳定性能满足低温封接要求,但化学稳定性较差,而添加少量Al2O3和Fe2O3能明显提高低熔玻璃的化学稳定性. 优化组成为26.0P2O5-17.3V2O5-7.7B2O3-45.0ZnO-2.0Al2O3-2.0Fe2O3的玻璃转变温度为340℃,热膨胀系数为7.5×10-6 ℃-1 (25~300℃),在90℃的去离子水中恒温10 h,失重为0.63 mg/cm2,化学稳定性与传统的含铅封接玻璃相当,综合性能基本满足无铅低熔玻璃的要求.     

磷酸盐系低温无铅釉的研究

采用熔融法制备了ZnO-B2O3-P2O5系无铅磷酸盐釉,研究了组成对釉玻璃结构、特征温度、热膨胀和化学稳定性的影响。结果表明：B2O3,和P2O5为玻璃网络形成体,ZnO含量较低时可以参与到网络结构中,提高其稳定性;釉的转变点Tg、熔制温度Tm、封接温度Ts、软化点Td都随P2O5／B2O3减小而增加;B2O3／ZnO是影响熔制温度的主要因素;ZnO含量密度和热膨胀系数影响较大。