Tm^(3+)掺杂Ge-Ga-Se玻璃中红外发光特性与多声子弛豫分析

用熔融急冷法制备了系列不同Tm3+掺杂浓度的Ge30Ga5Se65玻璃样品,测试了样品折射率、拉曼光谱、吸收光谱以及800nm激光泵浦下的近红外及中红外波段荧光光谱和荧光寿命。用Judd-Ofelt理论计算了Tm3+在Ge30Ga5Se65玻璃中的强度参数Ωi(i=2,4,6)、自发辐射跃迁概率A、荧光分支比β和辐射寿命τrad等光谱参数。讨论了800nm激光泵浦下掺杂1Wt%Tm3+样品在近红外1.23,1.48和1.8μm处的发光特性及各量子效率,研究了800nm激光泵浦下的样品中红外荧光特性与掺杂浓度之间的关系,计算了常温下该基质玻璃中Tm3+:3H5→3F4跃迁对于3.8μm处的多声子弛豫速率Wmp和Ge30Ga5Se65玻璃基质中多声子弛豫常数W(0)和电子-声子结合常数α值。结果表明Ge30Ga5Se65硒基玻璃较低的声子能量可以大大降低稀土离子能级间跃迁的多声子弛豫概率,从而提高中红外荧光发光效率,因此硒基玻璃作为稀土离子的掺杂基质材料对实现中红外荧光输出是非常有利的。

Ho^3＋掺杂Ge-Ga-S-CsI玻璃中红外发光性能研究

采用熔融冷却法制备了系列不同Ho3+离子掺杂浓度的Ge-Ga-S-CsI玻璃样品,测试了样品的折射率、吸收光谱以及中红外荧光光谱和Ho3+离子5I6能级荧光寿命.应用Judd-Ofelt理论计算了Ho3+离子在该基质玻璃中强度参数Ωi(i=2,4,6)、能级跃迁振子强度fcal、自发跃迁几率Arad等光谱参数.计算了Ho3+:5I5→5I6(3.86μm)和5I6→5I7(2.81μm)跃迁的多声子驰豫速率.讨论了中红外荧光特性与Ho3+离子掺杂浓度之间的关系.结果表明,在900nm激光泵浦下观察到了2.81和3.86μm两处中红外荧光,分别对应于Ho3+:5I6→5I7和5I5→5I6跃迁,当Ho3+离子掺杂浓度从0.5wt%增加到1.0wt%时,两处中红外荧光强度都随相应增加,计算的Ho3+:5I5→5I6和5I6→5I7跃迁多声子驰豫速率分别为29s-1和34s-1.

Er^(3+)/Ho^(3+)共掺GeS_2-In_2S_3-CsI玻璃上转换发光和能量传递研究

用熔融急冷法制备了系列Er3+/Ho3+共掺80GeS2-10In2S3-10CsI硫卤玻璃,测试了样品的状态稳定性、拉曼光谱、吸收光谱以及上转换光谱。在该样品中出现了强烈的绿光(526、549nm)和红光(660nm),分别对应于2 H11/2→4I15/2(Er3+)、4S3/2→4I15/2(Er3+)+5S2(5F4)→5I8(Ho3+)和4F9/2→4I15/2(Er3+)+5F5→5I8(Ho3+)的跃迁。研究了Er3+/Ho3+离子在该样品中的上转换发光机制和能量传递机理。在该系列0.6%(摩尔分数)Er2S3/xHo2S3共掺样品中,上转换发光强度随着Ho2S3掺杂量的增加而显著提高,当Ho2S3掺杂量增加至0.6%(摩尔分数)时,绿光(549nm)和红光(660nm)强度达到最大值,此时的绿光和红光强度分别是未掺Ho2S3时的4.2和10倍。绿光和红光均为双光子吸收过程。

Dy^(3+)掺杂Ge-Ga-Sb-S-CsI硫卤玻璃的热学特性及析晶动力学研究

采用熔融急冷法制备了系列Dy3+掺杂的70GeS2-10Ga2S3-5Sb2S3-10CsI硫卤玻璃样品。测试了样品的可见-近红外和红外透过光谱,分析了Dy3+的光谱吸收及杂质吸收。测试了样品的DTA曲线,分析了样品的热学特性。利用修正Kissinger方程分析了玻璃转变活化能Et、析晶活化能Ec,根据Johnson-Mehl-Avrami方法计算了结晶动力学参数n。研究结果表明:随着Dy3+掺杂浓度的增加,玻璃吸收光谱增强,转变活化能和析晶活化能先增加后减小,x=0.3wt%的玻璃样品最稳定。析晶过程中为两维晶体生长。

新型GeSe_2-Ga_2Se_3-KI系统硫卤玻璃形成的研究(英文)

开发了有高含量碱金属离子的新型硫化物玻璃。合成了GeSe2-Ga2Se3-KI系统的玻璃样品。研究了该系统的玻璃形成区并用孤对电子理论进行了解释。讨论了Ga2Se3和KI对玻璃形成能力的影响。给出了该系统玻璃的密度、特性温度、Raman和可见-红外光谱等。实验结果表明:该系统具有较广的玻璃形成区,某些组成,如摩尔组成为50 GeSe2 25Ga2Se3 25KI的样品具有良好的热学和光学性质,其表征热稳定性的特征温度差大于120K,玻璃透光范围从590nm到14.2μm。

Er^(3+)掺杂新型GeS_2-In_2S_3-CsI玻璃上转换光谱性质研究

用熔融淬冷法制备了掺Er3+的80GeS2-10In2S3-10CsI(mol%)硫卤玻璃样品,测试了样品的热学稳定性、喇曼光谱、吸收光谱以及上转换光谱,分析了Er3+离子在该玻璃中的上转换发光机理.应用Judd-Ofelt理论计算分析了Er3+离子在该样品中的强度参量Ωt(t=2,4,6)、自发辐射跃迁几率A、荧光分支比β以及辐射寿命τrad等光谱参量.在980nmLD泵浦激发下,首次在该种玻璃中观察到强烈的绿光(526nm、549nm),分别对应于2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2的跃迁,其中549nm处绿光较强.549nm处上转换荧光寿命为0.34ms,量子效率为69%.同时研究了绿光(526nm、549nm)上转换发光强度随泵浦激发功率的变化,其发光曲线拟合斜率分别为1.71和2.03,表明绿光是双光子吸收过程.研究结果表明:掺Er3+的80GeS2-10In2S3-10CsI硫卤玻璃是一种上转换绿光激光器的潜在基质材料.

掺Er^(3+)的新型GeS_2-In_2S_3-CsI玻璃双光子吸收绿光上转换发光研究

用熔融急冷法制备了掺Er3+的80GeS2-10In2S3-10CsI(mol%)硫卤玻璃样品,研究了该样品的吸收光谱和上转换光谱,分析了Er3+离子在该玻璃中的上转换发光机理。应用Judd-Ofelt理论计算分析了Er3+离子在该样品中的强度参数Ωt(t=2,4,6)、自发辐射跃迁几率A、荧光分支比β等光谱参数。在980nmLD泵浦激发下,首次在该种玻璃中观察到强烈的绿光(527nm、548nm),分别对应于4H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2的跃迁,且548nm绿光强度大于527nm绿光强度。同时研究了绿光(527nm、548nm)上转换发光强度随泵浦激发功率的变化,其发光曲线拟合斜率分别为1.90和2.06,表明绿光是双光子吸收过程。研究结果表明:掺Er3+含铟(In)硫系玻璃有望应用于可见光激光器、高密度光储存、三维色彩显示等领域。

GeSe_2-As_2Se_3-CdSe系红外玻璃形成的研究

为研究GeSe2-As2Se3-CdSe系统的玻璃形成区,制备了该系统系列的透红外玻璃样品,并用差示扫描量热法对玻璃样品进行了测试。以玻璃析晶峰的形状以及玻璃析晶温度Tx与玻璃转变Tg的差△T为参数,确定了具有较好析晶稳定性的组成区。结果表明:富GeSe2组成区能允许添加更多的CdSe。GeSe2摩尔分数在20%以上时,该三元系统有较大的玻璃形成区,并可对该区域内组成的玻璃进行微晶化处理。红外透射光谱的测试结果表明:所研究的玻璃样品在波长8-12μm区域均具有较好的透过性。

Tm^(3+)/Dy^(3+)共掺硫卤玻璃中红外发光和能量传递研究

用熔融急冷法制备了系列Tm3+/Dy3+共掺0.9(Ge25Ga5S70)-0.1CsI硫卤玻璃,测试了样品的吸收光谱以及800 nm激光泵浦下中红外荧光光谱特性。结果表明:Tm3+离子的引入能够有效提高Dy3+离子2.9μm中红外荧光强度。当Tm3+离子掺杂浓度固定,随着Dy3+离子掺杂浓度的增加,Tm3+:3F4→3H6跃迁产生的1.8μm荧光强度和荧光寿命明显单调下降,Tm3+:3F4→Dy3+:6H11/2能量传递为Tm3+/Dy3+之间能量转移的主要途径。由于Tm3+:1.8μm荧光发射光谱与Dy3+:6H15/2→6H11/2的吸收光谱之间存在较大的重叠区,Tm3+/Dy3+之间有效的能量传递主要来源于Tm3+:3F4能级向Dy3+:6H11/2能级的共振能量传递。

γ射线对Ge-As-Se硫系玻璃的辐照效应

对Ge-As-Se玻璃系统,进行了高能γ射线辐照试验。结果表明:辐照使样品的密度(ρ),热膨胀系数(α)和光学带隙(Eopt)等参数产生了变化,并与组成有关。样品的组成为化学计量比时,其辐照灵敏度与As2Se3含量具有线性规律,而非化学计量比组成的样品无明显规律性关系。这是γ射线引起玻璃化学键和结构变化而产生的效应。硒化物硫系玻璃在作为剂量计材料应用方面具有良好的前景。

GeS_2-Sb_2S_3玻璃的三阶非线性研究

采用熔融-急冷法制备了(100-x)GeS2-xSb2S3(x=10%、15%和20%)系列硫系玻璃,测试了样品的折射率、从可见到近红外的透过特性。采用Z-扫描方法测试了样品的三阶非线性特性,分析了Sb2S3的含量对玻璃的线性折射率,透过率和三阶非线性性能的影响。结果表明样品的线性折射率、非线性折射率n2、非线性吸收系数β以及三阶非线性光学极化率χ(3)随着Sb2S3的含量增加而增大,Sb2S3物质的量含量为20%的样品在800nm处的三阶非线性折射率n2和非线性吸收系数β分别为:n2=3.27×10-10esu和β=31.5cm/Gw。

一种新型铒镱共掺碲硅酸盐玻璃的光谱性质及荧光俘获效应研究

用高温熔制法制备了系列Er3+/Yb3+共掺碲硅酸盐玻璃样品,测试和分析了玻璃样品的吸收光谱、荧光光谱、上转换发光光谱及热稳定性。结果表明:这种玻璃具有较宽的荧光半高宽、较大的受激发射截面,较好的热稳定性。970 nm泵浦下该系列玻璃在可见光525,546和658 nm这3处存在明显的上转换现象,它们分别由Er3+离子2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2辐射跃迁产生。另外,测试和讨论了在不同样品厚度下玻璃的光谱特性,如荧光光谱、荧光寿命和上转换发光光谱等。结果表明,荧光俘获效应对Er3+离子1.5μm波段荧光及上转换发光都有着较大的影响,并随着玻璃厚度的增加而增大,导致测量值与实际值产生较大的偏差。

Li2O掺杂对SiO2-Al2O3-MgO系玻璃结构和力学性能的影响

采用传统熔体冷却法制备了Li2O掺杂量(质量分数)为0~3.0%的SiO2-Al2O3-MgO玻璃,探讨了Li2O掺杂量对玻璃热稳定性、结构稳定性以及力学性能的影响。结果表明:掺杂Li2O能有效降低玻璃的软化温度;随着Li2O掺杂量的增加,玻璃的光学带隙先减小后增大,结构稳定性、热稳定性、力学性能先增强后减弱,当Li2O掺杂量为1.0%时,玻璃的结构最稳定、弯曲和压缩性能最优。

远红外Ge-Te-Ⅰ高卤硫系玻璃的制备及其光学性能的研究

为获得高质量的远红外硫系玻璃,采用传统的真空熔融淬冷法配合真空低温固化技术制备了高卤素含量的Te硫系玻璃(卤素Imax=40at.%),并分析了该系列Ge20Te80-xIx(x=10、15、20、25、30、35、40)硫卤玻璃样品.采用分光光度计和傅里叶红外光谱仪等光学仪器分析该玻璃的可见/近红外吸收光谱和红外透射光谱等频谱性质,利用Raman光谱仪和X射线衍射仪分析了玻璃的内部微观结构.研究表明,随着卤素I元素的增加,可见/近红外吸收光谱的短波截止边持续发生蓝移,光学带隙持续增大,从近红外的1μm一直到远红外波长25μm都保持透光性;Ge20Te65I15玻璃的转变温度最大,在138℃附近,其红外透过率最高,达到50%.

蓝绿光上转换荧光输出的稀土掺杂玻璃研究进展

上转换光纤激光器由于在医疗、生命科学等领域应用逐步加强,近年来受到了广泛的重视。本文简要回顾了上转换发光的发展历程,归纳了能够实现蓝绿光输出的稀土离子的种类,详细阐述了近年来具有蓝绿光输出的上转换发光的不同基质玻璃(氟化物玻璃、硫化物玻璃、碲酸盐玻璃、锗酸盐玻璃、铋酸盐玻璃、卤氧化物玻璃)的研究进展,最后,对稀土离子掺杂的玻璃上转换发光的研究动向进行了展望。

Z扫描方法测量70GeS2-20Sb2S3-10CsCl玻璃三阶非线性研究

摘要：采用熔融。急冷法制备了组成为70GeS2-20Sb2S3—10CsCl（摩尔比，下同）硫卤玻璃，测试了样品从可见到中远红外的透过性能以及折射率参数，根据Z扫描测试原理用钛宝石飞秒激光器测试了样品的三阶非线性特性随波长变化的特性。结果表明：非线性折射率n2和非线性吸收系数β随着波长的增加而降低，样品在850nm处的非线性折射率n2=0．94×10^—11esu，非线性吸收系数β=0．51cm／GW。

超宽带荧光特性的铋离子掺杂玻璃研究进展

密集波分复用(DWDM)技术的快速发展和应用,对光纤放大器的宽带特性也提出更高的要求。最近有研究发现,铋离子在某些玻璃基质能产生发光中心波长位于1.3μm附近、荧光半高宽(FWHM)达300 nm左右、荧光寿命可达600μs的近红外宽带发光,使得铋离子掺杂的玻璃基质有可能成为未来全波段光纤放大器增益介质。近3年来研究者围绕着铋离子在不同玻璃基质的发光特性,以及铋离子发光机制进行了大量的研究,取得了很大的进展。本文对铋离子掺杂的玻璃发光研究进展进行了综述。

红外玻璃陶瓷的力学性能

在一定的温度和时间下对GeS2-Sb2S3-CsCl系红外玻璃进行微晶化处理,制备了新型的红外透明玻璃陶瓷.测定了微晶玻璃的力学性能和光学性能,研究了微晶化处理条件对微晶玻璃的力学性能和光学性能的影响.研究结果表明,玻璃基体中析出微晶晶体,使材料的断裂韧性和裂纹初始应力显著增大,但这种增大效应取决于析晶相的种类和晶体尺寸.为了保持微晶玻璃的红外透明性,析出的晶体尺寸应小于100nm.

透明陶瓷用纳米ZnS粉的制备及压烧结(英文)

用TAA作硫源采用快速均匀沉淀法成功制备了立方相纳米ZnS粉体,添加Na2S作烧结助剂可以降低ZnS的烧结温度,有利于保持ZnS立方结构,可以制得接近理论密度的烧结体。

红外夜视仪用精密模压硫系玻璃研究进展

长期阻碍热成像系统获得商业应用的重要原因之一在于昂贵的成本 ,其中光学部件占很大比重。本综述介绍的低成本、高性能硫系玻璃是取代昂贵的单晶锗应用于热成像仪光学系统的候选材料。采用表面涂抗反射膜的方法可提高玻璃的红外透过率至 97% ,而通过特定的组成设计和晶化处理在玻璃的网络结构中引入纳米尺度的微晶 ,可显著改善硫系玻璃的热、机械性能 ,同时保持原有的红外光学透过性能。用于非晶态材料的精密模压成型工艺则可使加工成本较之用于晶体材料的单点金刚石车削工艺有显著降低 ,可加工包括球面、非球面和非球面衍射棱镜在内的多种硫系玻璃光学元件。以此为光学部件的标准小型非冷却式非晶硅探测器已研制成功 ,其性能与以单晶锗棱镜为光学系统的同类探测器相当 ,全系统温度分辨率达 0 .1℃。