Tm^(3+)掺杂锗镓酸盐玻璃的2μm中红外光谱特性

用高温熔融法制备了Tm2O3掺杂浓度分别为1.526%,3.006%,5.836%,11.028%,15.678%(质量分数,以下同)的65GeO2-12Ga2O3-10BaO-8L i2O-5La2O3(摩尔比)玻璃。从其吸收光谱特性出发,应用Judd-O felt理论,计算了Tm3+离子的J-O强度参数(Ω2,Ω4,Ω6)及Tm3+离子各激发态能级的自发跃迁几率、荧光分支比以及辐射寿命等光谱参量。在808 nm波长光的激发下,研究了不同Tm3+掺杂浓度玻璃在~1.47μm与~1.8μm的荧光特性,发现当Tm2O3掺杂浓度约达到~3.006%时,在1.8μm处的荧光强度达最大;然后随着掺杂浓度的增大,其荧光强度反而降低。本文从Tm3+离子间的能量交叉弛豫效应与浓度猝灭效应解释了这一荧光强度变化的现象。同时,根据M c-Cumber理论,计算了Tm3+离子能级3F4→3H6(1.8μm)跃迁的吸收截面和受激发射截面,该荧光的受激发射截面峰值比氟锆铝酸盐玻璃大。由于该玻璃材料表现出较好的光谱性能,因此该材料可望成为~2.0μm波段中红外光纤激光器的候选基质材料。