高温传感材料——掺铒硅酸盐玻璃温度特性的研究

介绍了掺铒硅酸盐玻璃样品制备工艺。在298~698 K温度区间内,分析了硅酸盐基质中三价铒离子两条绿上转换光致发光谱荧光强度比R与绝对温度T的关系,公式为T=-328/ln(0.5612R);灵敏度数值由0.00219 K-1单调地下降为0.00075 K-1.研究结果表明:掺铒硅酸盐玻璃可以作为高灵敏传感器,应用在低于698 K的温度测量中。

掺铒、镱铒共掺硅酸盐玻璃1.54μm荧光寿命测量

对自制的掺铒、镱铒共掺硅酸盐玻璃1.54μm荧光寿命进行了测量。实验结果表明:荧光衰减曲线是一条单指数曲线,与理论分析相一致,荧光寿命数量级为ms量级;在所考虑的泵浦功率范围内,两种样品的荧光寿命基本不随功率的变化而变化;荧光寿命随着样品掺铒浓度的增加呈现减小趋势,而在掺铒浓度一定的情况下随掺镱浓度的变化不明显,主要由于受激发的铒离子把能量通过间接耦合给了猝灭中心。

镱铒共掺硅酸盐玻璃三波段光致发光特性数值分析

考虑两级合作上转换、激发态吸收、交叉弛豫等非线性效应,建立了镱铒共掺硅酸盐玻璃材料9个能级的11个速率方程。唯象地构造了合作上转换系数随镱铒掺杂浓度的变化函数,数值模拟了镱铒共掺硅酸盐玻璃1530,664,549 nm 3个波段的光致发光强度与掺杂浓度、抽运功率的变化关系。计算结果表明:掺铒浓度一定,镱浓度增加时,对于1530 nm荧光而言,有最佳的掺镱浓度,但红光和绿光荧光强度随掺镱浓度始终增强;保持镱铒掺杂浓度不变,抽运功率增加时,3种荧光强度均单调增强,差别在于增幅速率不同,且近红外光强有饱和趋势。计算结果与实验测量相吻合。

高浓度掺铒/镱铒共掺硅酸盐玻璃丝的净增益测量

室温下测量了两种高浓度掺杂硅酸盐玻璃丝的净增益随抽运功率、玻璃丝长度的特性曲线,在100mW功率抽运下,掺铒质量浓度为0.19g/cm3的硅酸盐玻璃丝的单位长度净增益为1.96dB/cm,阈值功率为36mW,最佳长度为4.5 cm;掺镱质量浓度为1.1g/cm3、掺铒质量浓度为0.12g/cm3的镱铒共掺硅酸盐玻璃丝,单位长度净增益为3.07dB/cm,阈值功率为28mW,最佳长度为2.5 cm。结果表明,在厘米长度量级上可获得近10dB的净增益。镱铒共掺硅酸盐玻璃丝的净增益随抽运功率增长未出现饱和趋势,说明镱作为敏化剂可以改善掺铒光纤放大器的增益特性。

基于S3C2410A的高温测量系统的研究

制作了掺铒硅酸盐玻璃高温传感器样品.分析了高温传感器样品中三价铒离子两条绿上转换光致发光谱荧光强度比R与绝对温度T的关系,设计了基于S3C2410A的高温测量系统.研究结果表明,该系统可以应用在低于698K的温度测量.