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《宁波大学》 2017年
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新型近/中红外发光玻璃的制备与性能研究

李乐刚  
【摘要】:近中红外光谱包含重要的1-2μm通信波段和3-5μm分子振动指纹区。随着科技的发展,人们对于以光纤通信为基础的高速网络体验和超快实时信息处理日益看重,而3-5μm中红外波段中存在的多种重要的分子特征谱线,在光谱传感、激光手术、生物医疗、气体探测方面所具有的重要应用价值也越来越被人们所关注。近红外波段内低损耗宽带的光纤增益材料已成为新型材料研究热点之一,中红外的激光材料也一直是近年来的研究热点。因此,本文开展对过渡金属Ni~(2+)掺杂氧氟玻璃陶瓷、硫系玻璃陶瓷以及稀土掺杂硫系玻璃等材料的制备与光谱特性研究,为今后新型近/中红外发光材料的研发提供一定的实验数据基础。本论文第一章为绪论,首先回顾了近红外光纤通信的发展,阐述过渡金属离子和稀土离子掺杂增益材料的研究历史,再讨论中红外波段硫系玻璃的发展,进而提出了本工作的选题目的及主要内容。第二章是实验介绍章节,在本章节中较为详细地介绍了氧氟玻璃和硫系玻璃的制备流程及各项性能测试仪器及方法,主要包括DSC热学测试,吸收光谱、荧光光谱等光学性能测试和XRD、拉曼光谱、SEM等结构测试。第三章为过渡金属Ni~(2+)掺杂氧氟玻璃陶瓷发光研究,主要包括玻璃陶瓷的制备、微晶相的确定、以及发光的研究。通过研究发现控制组分和微晶过程可以实现可协调荧光光谱,为可协调的超宽带材料发展提供基础数据。第四章为过渡金属Ni~(2+)掺杂硫系玻璃陶瓷制备与性能研究,主要包括Ni~(2+)掺杂硫系玻璃的微结构以及相关光学性质。总结Ni~(2+)在硫系玻璃陶瓷中发光失败的可能原因,为后人研究提供借鉴。第五章为稀土掺杂硫系玻璃的近/中红外的发光研究,主要包括稀土掺杂硫系玻璃的吸收光谱、荧光光谱和稀土离子能级。首次研究了1-4μm整个波段不同稀土离子掺杂发光特性,并阐述了相关的能级跃迁机制。最后结论部分总结了本论文主要研究成果,并说明了研究过程中的不足和需要在以后的研究工作中继续深入研究的问题。
【学位授予单位】:宁波大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ171.73

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