Tm^(3+)/Er^(3+)/Ho^(3+)共掺SiO_2-Bi_2O_3-AlF_3-BaF_2玻璃发光性能

采用高温熔融法制备了Tm^(3+)/Er^(3+)/Ho^(3+)共掺的铋硅酸盐50SiO 2-40Bi_2O_3-5AlF_3-5BaF_2玻璃。研究了在808 nm激光器(Laser Diode)激发下Tm^(3+)/Er^(3+)/Ho^(3+)共掺的铋硅酸盐在2 060 nm处的发光性能,同时测试及分析了该铋硅酸盐玻璃的差热特性、吸收光谱及荧光光谱。根据吸收光谱以及Judd-Oflet理论,计算了Ho^(3+)的Judd-Oflet强度参数Ωt(t=2,4,6)以及Tm^(3+)/Er^(3+)/Ho^(3+)相应的吸收截面。铋硅酸盐玻璃中,Tm_2O_3、Er_2O_3和Ho_2O_3掺杂浓度分别为0.75%、1.0%和0.5%时,2 060 nm处Ho^(3+)∶5I7→5I8发射峰强度达到最大。对Tm^(3+)/Er^(3+)/Ho^(3+)3种离子的光谱性质和离子间可能存在的能量传递也做了分析。Ho^(3+)在1 953 nm处的最大吸收截面σabs为9.08×10-21 cm^2,在2 060 nm处的最大发射截面σem为1.168×10-20 cm^2,辐射寿命τmea为2.75 ms,具有良好的增益效应σemτ(3.212×10-20cm^2·ms)。

SiO_2-Bi_2O_3-BaF_2-AlPO_4玻璃掺杂Ho^(3+)/Tm^(3+)/Yb^(3+)的发光性能

以铋硅酸盐玻璃(SiO_2-Bi2O_3-BaF_2-AlPO_4)为基质,通过掺杂Ho^(3+)、Tm^(3+)、Yb^(3+)稀土离子,制备激光波长为2μm的光纤激光器。对玻璃的声子能量、物理和光学性能进行了研究,确定基质配方为50SiO_2-40Bi_2O_3-5BaF_2-5AlPO_4(SBBA,其中化学式前的系数为对应物质的摩尔分数,下同)。在玻璃基质中分别掺杂0.5Ho_2O_3-2.0Yb_2O_3(HY)、0.5Ho_2O_3-0.5Tm_2O_3-2.0Yb_2O_3(0.5HTY)及0.75Ho_2O_3-0.75Tm_2O_3-3.0Yb_2O_3(0.75HTY),研究了980nm激发波长下样品的吸收、发射光谱和Judd-Oflet理论光谱参数。研究发现SBBA-0.75HTY中Ho^(3+)的吸收截面、发射截面(σem)、FWHM(半峰宽)×σem数值最大,分别为7.38×10^(-21)、10.54×10^(-21) cm^2和19.71×10^(-26) cm^3。掺入Tm_2O_3改善了玻璃激光器性能,且当Yb^(3+)/Tm^(3+)/Ho^(3+)物质的量之比一定时,增加稀土离子含量,可加强红外发光及增益效果。

Yb^(3+)/Er^(3+)/Tm^(3+)三掺YF_3上转换发光性质的研究

以氟化钇(YF_3)为基质材料,采用共沉淀法合成了YF_3:Yb^(3+)/Er^(3+)/Tm^(3+)上转换发光材料。采用X射线衍射仪(XRD)、热重差热分析仪(DTA)和荧光光谱分析对材料的物相结构、烧结温度和发光性质进行了研究。结果表明,掺入稀土离子没有改变YF3晶体结构,在980nm近红外波长激发下,出现了多个波段的发光现象,Yb^(3+)、Er^(3+)、Tm^(3+)不同的掺杂量分别对应于材料不同的发光规律。本文还探讨了上转换发光机制,确定了该体系荧光粉的最佳烧结温度。

Ho^(3+)和Tm^(3+)共掺铋硅酸盐玻璃发光性能的研究

通过高温熔融法制备了Ho^(3+)/Tm^(3+)共掺杂的Bi_2O_3-SiO2-AlF_3-BaF_2(BSF)玻璃。分析了基质玻璃Bi_2O_3-SiO_2-AlF_3-BaF_2的声子能量和热稳定性;根据808 nm激光二极管激发下的荧光光谱,得到了Ho_2O_3和Tm_2O_3的最佳掺杂浓度,详细分析了Ho^(3+)和Tm^(3+)之间的能量转移机制;利用Judd-Ofelt理论计算了Ho^(3+)在2μm处的各项光谱参数。结果表明:基质铋硅酸盐玻璃具有声子能量低、共价性强和热稳定性高的性能。Ho^(3+)在铋硅酸盐玻璃中2.0μm处的最大发射截面为σ_e=1.25×10^(-20)cm^2,Ho^(3+):~5I_7能级的理论荧光寿命为4.065 ms,实际测量值为3.447 ms。这些优异的性能表明了Ho^(3+)/Tm^(3+)共掺的铋硅酸盐玻璃可作为2μm激光候选材料。