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掺铒氧化物及氟氧化物玻璃光谱性质研究

李杨  
【摘要】: 本论文主要内容是研究掺Er~(3+)氧化物玻璃以及氟氧化物玻璃陶瓷的光谱性质,希望通过玻璃组分的优化,制备工艺的改进,实现铒玻璃光谱性质和激光性能的优化。 在文献综述部分首先对玻璃基发光材料的特点,玻璃基质和激活离子作了简单的介绍。然后说明选择稀土离子作为激活离子的原因,并对本文研究的稀土Er~(3+)的能级结构特点、受激跃迁以及用不同的波长的光进行泵浦时以及不同的离子作为敏化剂时的上转换现象进行说明。最后分别对Er~(3+)掺杂的硅酸盐、磷酸盐、碲酸盐激光玻璃的研究进展以及Er~(3+)掺杂的氟氧化物玻璃研究进展作了简单的回顾。 在第二章介绍了本文的研究方法。详细介绍了玻璃的熔制,测试分析方法以及光谱参数的理论计算方法即Judd—Ofelt理论。 在后三章实验部分用高温熔融法制备了Er~(3+)单掺的氧化物玻璃、氟氧化物玻璃陶瓷和Er~(3+)/Yb~(3+)双掺的氟氧化物玻璃陶瓷样品。测量了上述玻璃样品的物理性质、内部结构、吸收光谱、荧光光谱以及上转换光谱。在氧化物玻璃中,由于混合碱效应使Judd—Ofelt参数出现极值。在氟氧化物玻璃陶瓷中Er~(3+)浓度的增加阻止了PbF_2晶粒的进一步长大,Er~(3+)富集于PbF_2晶粒的表面处。对于Er~(3+)/Yb~(3+)共掺的氟氧化物玻璃陶瓷,我们详细研究并阐明了Yb~(3+)对Er~(3+)的敏化过程。Yb~(3+)的共掺使Er~(3+)在1.53μm处荧光发射半高宽(FWHM)增加。由于该玻璃材料表现出较好的物化性能,因此该材料可望成为宽带光纤放大器的适宜的基质材料。 最后是本论文的结论部分,概括了全文的实验研究结果,同时指出了存在的不足与需要改进之处。


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