掺Er^(3+)碲硼酸盐玻璃1.53μm波段荧光强度提高研究

用高温熔融法制备了系列70TeO2-(25-x)B2O3-xGeO2-5Na2O(x=5,10,15和20 mol%)掺Er3+碲硼酸盐玻璃。为提高1.53μm波段的荧光发射强度,测试了玻璃样品的吸收光谱、红外透射谱、1.53μm波段荧光谱及4I13/2能级Er3+荧光寿命,结合Judd-Ofelt(J-O)理论分析了Er3+光谱特性随玻璃组分含量的变化,进而研究了玻璃中OH基对1.53μm波段荧光强度的影响。结果表明,碲硼酸盐玻璃具有较好的宽带荧光谱特性,其有效带宽大于72 nm;随着玻璃中GeO2逐步替代B2O3,1.53μm波段荧光强度相应提高。同时,通过O2鼓泡除水处理,能减少玻璃中OH基含量并减弱4I13/2能级上Er3+到OH基的无辐射能量传递,从而进一步提高了Er3+荧光寿命和1.53μm波段荧光强度。

Er^(3+)掺杂的碲硼酸盐玻璃的上转换光谱性质

研究了70TeO2-(15-x)ZnO-15 Na2O-xB2O3-1 wt%Er2O3(x=0、4、8、12和15 mol%)玻璃系统中B2O3的含量对Er3+上转换光谱性质的影响。结果表明:随B2O3含量的增加,Er3+的4I11/2能级寿命减小;4I11/2→4I13/2无辐射跃迁几率增加;Er3+的上转换绿光(4S3/22、H11/2→4I15/2)和红光(4F9/2→4I15/2)减弱。基于Er3+在975 nm波长激发下的上转换机理,建立了4F7/22、H11/2(4S3/2)4、F9/24、I11/2和4I13/2这5个激发态能级的速率方程,结果表明,上转换绿光和红光强度跟4I11/2能级的粒子数的平方存在着正比关系。