掺WO_(3)对碲酸盐玻璃热稳定性改善和Er^(3+)/Yb^(3+)掺杂碲钨酸盐玻璃光谱性能的研究

为得到热稳定性能良好且高强度发光的碲酸盐玻璃,通过在TeO_(2)-ZnO-Na_(2)O系统中掺入WO_(3),以提高玻璃的抗析晶和热稳定性能。研究结果表明,碲酸盐玻璃的ΔT从不掺WO_(3)的110℃增加到了WO_(3)含量为20 mol%时的142℃。在热稳定性研究的基础上,进一步分别研究了单掺Er^(3+)和Er^(3+)/Yb^(3+)共掺的碲钨酸盐玻璃的光谱性质。研究结果表明,在Er^(3+)/Yb^(3+)共掺条件下,Er^(3+)/Yb^(3+)之间的能量传递提高了Er^(3+)离子对980 nm泵浦光的吸收效率,增强了1.5μm波段发光强度,最终得到了具有高强度1.5μm波段发光的Er^(3+)/Yb^(3+)共掺碲钨酸盐玻璃,初步证明共掺方式是实现1.5μm波段高强度发光的有效方法。

2.0~25.0μm波段低限制损耗光子晶体光纤的设计

针对2.0~25.0μm波段传输的限制损耗问题,文章采用数值模拟方法研究影响碲基硫系光子晶体光纤(photonic crystal fiber,PCF)限制损耗的主要因素。光纤纤芯和包层材料采用Ge 20 As 20 Se 15 Te 45玻璃,通过改变纤芯直径、空气孔直径和空气孔层数等参数进行2.0~25.0μm波段限制损耗的计算,结果表明,影响限制损耗的最大因素是纤芯直径,限制损耗随着纤芯直径和空气孔直径的增大而显著降低,随着空气孔层数的增加而降低;优化设计出一种低限制损耗的PCF,结果表明,当纤芯直径和节距为8.0μm、空气孔直径为7.2μm、包层空气孔层数为4时,该PCF在2.0~25.0μm波长范围的限制损耗低于1.4×10^(-6) dB/m,满足低损耗传输要求。文章研究结果对2.0~25.0μm波段光信号的传输具有一定的意义。

多组分碲卤基红外玻璃的研究

对多组分碲卤基红外玻璃的物性进行了系统的研究，讨论了引入Ｇｅ和Ａｓ组分后对玻璃的转变温度、热分解性质、红外截止波长、密度等物性随组成的变化规律。研究结果表明：多组分碲卤基玻璃ＧｅＡｓＳｅＴｅＩ系统具有较高的玻璃转变温度，良好的抗析晶能力和抗热分解稳定性，且其多声子吸收边在１７μｍ附近，因而是适于拉制中远红外光纤的材料。

碲卤系红外玻璃光纤的制备及性质

研究了碲卤系中远红外玻璃光纤的制备及性质，提出了制备碲卤系玻璃预制棒的一个改进的方法，用该方法制备出了高透光率的中远红外玻璃，拉制出了在１０．６μｍ附近光损耗约为１０ｄＢ／ｍ的Ｔｅ３Ｓｅ４Ｉ３玻璃光纤，并测试了这种玻璃纤维的最小抗弯曲率半径。

Te－Se－X系统远红外光学玻璃的几个应用基础问题的研究

采用现代分析测试手段对Ｔｅ－Ｓｅ－Ｘ系统玻璃在实际应用开发中的几个基础问题进行了研究，得到以下结果：（１）即使采用高纯的元素原料来制备玻璃，合适的表面提纯处理工艺也是必需的。（２）Ｔｅ－Ｓｅ－Ｘ（Ｓ＝Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）三个系统玻璃都在摩尔比（Ｔｅ＋Ｓｅ）／Ｘ＝２下存在一个综合性能最佳的玻璃组成点。该最佳组成点的玻璃形成了一种类似于Ｔｅ＿２Ｘ晶体的链状结构，卤素以双键的形式参与形成玻璃网络。（３）远红外Ｔｅ－Ｓｅ－Ｂｒ和Ｔｅ－Ｓｅ－Ｉ玻璃都存在着室温结构弛豫现象，使得它们的抗析晶能力急剧降低；同时较低的玻璃热分解温度也给玻璃制备与拉丝工艺造成一定的困难。为此进行玻璃改性是必要的。（４）Ｔｅ－Ｓｅ－Ｉ玻璃的网络结构中最薄弱的环节是Ｔｅ与Ｉ网络原子。在此基础上，作者从键焓的角度提出了引入第四组份进行玻璃改性的方法，以获得具有应用开发价值的Ｔｅ－Ｓｅ－Ｘ系统远红外光学玻璃。

Er(3＋)(10%)：碲酸盐玻璃的近红外量子剪裁发光

测量了掺Er^(3+)碲酸盐玻璃从紫外、可见到近红外的发光与激发光谱以及荧光寿命,发现1532 nm红外光与550 nm可见光的激发谱在波峰形状与峰值波长方面很相近;当Er^(3+)离子浓度从0.5%增加到10%,可见发光与激发光谱强度减小,红外发光与激发光谱强度增强;寿命曲线展现出显著的能量传递现象。研究结果表明所观察到的现象为近红外量子剪裁发光现象;~4I_(9/2)、~4F_(9/2)、~4S_(3/2)与~2H_(11/2)能级的双光子、双光子、三光子、三光子近红外量子剪裁效率上限值依次为193.8%、184.8%、277.9%与272.6%。

碲卤系玻璃拉丝诱导表面缺陷的研究

在拉制Ｔｅ－Ｓｅ－Ｘ（Ｘ＝Ｂｒ，Ｉ）碲卤系玻璃纤维时，发现玻璃纤维和预制棒颈缩区的表面出现了折皱状结构的缺陷。这些缺陷在含碘玻璃的表面不明显，而在含溴玻璃的表面却十分显著，并残留在所得玻璃纤维的表面。用ＳＥＭ，ＥＤＳ和光学显微镜等手段对这些缺陷进行观察的结果表明：折皱状结构是由于预制棒在受热颈缩时，因表面的卤素、硒原子的释出而导致的，当表面部分的玻璃组成跑出玻璃形成区时，表面便出现析晶。

氟化物对Er^(3+)/Yb^(3+)共掺的碲酸盐玻璃上转换和红外发光性能的影响

Er3+/Yb3+共掺的碲酸盐玻璃由于其良好的上转换发光性能而得到广泛的研究。本文将氟化物引入碲酸盐玻璃中,通过熔融法制备了量比为70TeO2-(30-x)ZnO-xZnF2-0.15Er2O3-1.5Yb2O3(x=0,5,10,15,20)的碲酸盐氧氟玻璃样品,并测试其热稳定性、拉曼光谱以及受激发射光谱。实验结果表明,随着氟化物含量的提高,Er3+离子的410,555,670 nm上转换发光和2~3μm波段中红外发光得到增强,并且红光提高强度比绿光和蓝光更明显。在分析了氟离子引入后对上转换与近中红外波段发光的内在影响机制发现:碲酸盐玻璃系统中的氟化物一方面促进能量传递过程中Er3+离子的双光子吸收,促进粒子跃迁至相应的高能级;另一方面,引入氟化物后的碲酸盐玻璃的最大能量声子态密度下降也是降低无辐射跃迁概率、提高上转换和中红外发射强度的重要原因。

TeO_2添加对Bi_2O_3-B_2O_3-ZnO低熔点玻璃结构与性能的影响

通过高温熔融法制备以Bi2O3-B2O3-Zn O为基体,外加Te O2为辅助原料的低熔点玻璃。分别采用水淬和浇铸成型工艺制备样品,采用Fourier红外光谱、X射线衍射仪、差示扫描量热仪、高温热膨胀分析仪和块体失重法,研究了不同含量Te O2对Bi2O3-B2O3-Zn O基础玻璃的网络结构、特征温度（包括转变温度、软化温度、析晶温度和熔融温度）、热膨胀系数和化学稳定性的影响。结果表明：Te O2摩尔分数在0~10%的范围内,基本未改变玻璃的整体网络结构;随着Te O2含量增加,玻璃特征温度和化学稳定性均有改善。

Fe_2O_3－SrO－TeO_2系半导体玻璃电导的研究

用准急压冷法制成Ｆｅ_２Ｏ_３－ＳｒＯ－ＴｅＯ_２系半导体玻璃并对其直流电导率进行了测定。玻璃形成范围为（以摩尔计）；０≤Ｆｅ_２Ｏ_３≤２３％；０≤ＳｒＯ≤１８％；７５％≤ＴｅＯ_２＜１００％。通过Ｓｅｅｂｅｃｋ系数的测定确认Ｆｅ_２Ｏ_３－ＳｒＯ－ＴｅＯ_２系玻璃为ｎ型半导体玻璃。２００℃的直流电导率为３．７２×１０￣（－５）～１．８２×１０￣（－６）Ｓ·ｃｍ￣（－１）。直流电导率随着Ｆｅ_２Ｏ_３含量的增加而增加，１６５℃时的载流子迁移率和浓度分别为１．１２×１０￣（－９）～３．６７×１０￣－７ｃｍ￣２·Ｖ￣（－１）·Ｓ￣（－１）和２．１７×１０￣（２１）～８．３３×１０￣１９ｃｍ￣（－３）．讨论的结果表明Ｆｅ_２Ｏ_３－ＳｒＯ－ＴｅＯ_２系玻璃的电导机理符合小极化子跳越理论。

Spectroscopic properties of neodymium-doped tellurite glass fiber

Nd^(3+)-doped tellurite glass and a single mode tellurite glass fiber with a core diameter of 8 μm were prepared in this work. The 1.33-μm emission from the ~4F_(3/2)→~4I_(13/2) transition of Nd^(3+) with a spectral bandwidth of 55 nm in tellurite glass fiber is observed. The lifetime of 164 μs of ~4F_(3/2) level and quantum efficiency of about 100% are obtained.

Spectroscopic properties and energy transfer processes in Er^(3+)/Nd^(3+) co-doped tellurite glass for 2.7-μm laser materials

Intense 2.7-μm emissions are obtained from Er3＋/Nd3＋ co-doped tellurite glass samples under the 808-nm laser diode excitation. According to the absorption spectra, Judd-Ofelt parameters and radiative transition probabilities are calculated and analyzed using the Judd-Ofelt theory. The spectroscopic properties and energy transfer mechanism between Er3＋ and Nd3＋ are analyzed. The effects of OH- content on the spectroscopic properties of Er3＋/Nd3＋ co-doped samples are discussed. The obtained results indicate that Er3＋/Nd3＋ co-doped tellurite glass can significantly develop optical properties of 2.7-μm emission, if OH- groups can be effectivelv eliminated.

远红外Ge-Te-Se硫系玻璃与光纤(英文)

采用传统的熔融–淬冷法制备了系列GexTe65Se(35–x)(x=20,22,23,24;摩尔分数,x%)Te基硫系玻璃。利用X射线衍射、差示扫描量热分析、分光光度计、红外光谱仪等设备研究了玻璃的性能。这些玻璃具有良好的热稳定性和红外透过性能。组分为Ge23Te65Se12,Ge24Te65Se11的玻璃的差示扫描量热曲线中没有出现析晶峰,表明玻璃具有良好的抗析晶性能。组分为Ge24Te65Se11的玻璃的转变温度Tg最高,达到了188℃。这些玻璃样品的红外透过范围都很宽,从近红外的1.8μm到远红外的18μm。通过在玻璃的制备工艺中引入蒸馏提纯工艺可以有效减弱杂质吸收峰对玻璃红外透过性能的影响。最后,选用Ge23Te65Se12玻璃作为包层,Ge24Te65Se11玻璃作为纤芯,采用棒管法完成了具有纤芯包层结构的Ge-Te-Se红外光纤的拉制。

新型远红外Ge–Ga–Te–CsCl硫系玻璃的光学特性（英文）

利用传统的熔融-淬冷法制备了一系列新型的掺杂卤化物CsCl的Te基玻璃。通过差示扫描量热仪和Fourier红外光谱仪等测试了玻璃样品的热学及光学性能。结果表明,该玻璃具有良好的热学及光学性质。(Ge_(15)Ga_(10)Te_(75))_(80)(CsCl)_(20)玻璃样品的析晶温度T_x和转变温度T_g的差值△T最大,达到了118℃。随着CsCl含量的增加,玻璃的密度随之减小,但是吸收截止边先发生蓝移然后再向长波方向移动,其原因在于玻璃的结构及其均匀性的改变。此外,光学带隙的最大值仅为0.721 eV。通过提纯消除了Ge-Ga-Te-CsCl玻璃中杂质的影响,并且提纯后的玻璃在2-20μm波长范围内有着平坦的红外光学窗口。

四聚碲团簇掺杂硼酸盐玻璃的宽带近红外光致发光

稳定、高效和宽带发光的簇合物在生物成像、传感、光电子和照明等领域具有广阔的应用前景。这种发光簇合物的合成通常依赖于溶液处理和湿化学沉积法,面临着巨大的挑战。本文通过改变玻璃的网络拓扑结构和熔融条件精细调控碲的存在形态,在过冷溶体中合成全无机碲簇合物,即碲团簇掺杂硼酸盐玻璃。实验结果表明,在还原气氛下,结合具有较高网络聚合度的玻璃和氧化铝分散效应控制团簇的大小和形状以稳定形成近红外活性D2h-Te4团簇,并在全无机碲团簇D2h-Te4掺杂硼酸盐玻璃中实现808 nm激光器泵浦的高效超宽带近红外发光。