Er^(3+)/Yb^(3+)共掺锗碲酸盐玻璃的光谱性质及Judd-Ofelt理论分析

用高温熔融法制备了一种Er3+/Yb3+共掺的70TeO2-5Li2O-10B2O3-15GeO2玻璃,测试和分析了其热稳定性、吸收光谱、荧光光谱以及红外吸收谱。应用Judd-Ofelt理论计算了玻璃中Er3+的强度参数、自发辐射跃迁几率、辐射寿命以及荧光分支比,同时比较了OH-的存在对玻璃发光特性的影响。结果表明:这种玻璃具有较好的热稳定性,较宽的荧光半峰全宽和较大的受激发射截面,是一种较为合适的宽带光纤放大器的基质材料,OH-的存在使得Er3+离子的荧光强度降低,荧光寿命减小。

Er^(3+)/Yb^(3+)共掺锗碲酸盐玻璃的热稳定性、Judd-Ofelt理论分析和光谱性质

用高温熔融法制备了一种Er3+/Yb3+共掺的70TeO2-5Li2O-10B2O3-15GeO2玻璃.测试和分析了其热稳定性、吸收光谱、荧光光谱和上转换发光。应用Judd-Ofelt理论计算了玻璃中E3+的强度参数、自发辐射跃迁几率、辐射寿命以及荧光分支比。结果表明:这种玻璃具有较好的热稳定性,较宽的荧光半高宽和较大的受激发射截面,位于532 nm、546 nm和659 nm的上转换绿光和红光,分别对应于Er3+离子2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2的辐射跃迁,是一种较为合适的宽带光纤放大器和上转换激光器的基质材料。

Dy^(3+)掺杂锗碲酸盐玻璃的绝对光谱参数与荧光量子产率

基于积分球配以CCD光谱测试系统,在紫色发光二极管激发下,对Dy3+掺杂锗碲酸盐(NZPGT)玻璃的荧光光谱进行表征,实现了以荧光发射特性绝对评价为目标的绝对光谱功率分布测定,进一步求得了辐射通量、光通量以及荧光量子产率等荧光特征参数。紫光LED激发下,总辐射通量和总光通量分别为1 172!W和0.034lm,其中Dy3+的4个可见特征发射峰的辐射通量为86!W,占总辐射通量的7.34%,其可见特征发射的总荧光量子产率为12.38%。结果表明,Dy3+掺杂NZPGT玻璃可被紫光有效激发,并且Dy3+的单一掺杂可实现高效率的黄白光发射。超过10%的荧光量子产率表明Dy3+掺杂NZPGT玻璃具有良好的实际应用前景,相关的绝对光谱参数也为进一步研发稀土掺杂固体发光材料提供有益的参考依据。

GeO_2含量对掺铒锗碲酸盐玻璃物性和光谱特性的影响

本文研究了xGeO2-(70-x)TeO2-5K2O-5Na2O-10Nb2O5-10ZnO-0·2Er2O3(x=0,10,25,50,70(摩尔百分数))玻璃的物性和光谱特性,讨论GeO2含量对锗碲酸盐玻璃物性和光谱特性的影响.研究发现:GeO2的加入提高了碲酸盐玻璃热稳定性,并且使玻璃的最大声子能量略微增加;随GeO2的增加,掺Er3+锗碲酸盐玻璃的Judd-Ofelt强度参量Ω2和Ω6逐渐增大,但玻璃受激发射截面有减小的趋势;由McCumber理论,计算了掺铒锗碲酸盐玻璃在1·53μm处最大受激发射截面为9·92×10-21cm2,Er3+离子4I13/2→4I15/2发射谱的最大荧光半高宽为52nm,同时,实验发现,在977nmLD抽运下,掺铒锗碲酸盐玻璃存在较强的荧光上转换现象,随GeO2含量的增加,上转换荧光强度呈降低的趋势.

Tm^(3+)掺杂锗碲酸盐玻璃的近2μm光谱性质

用高温熔融法制备了Tm2O3掺杂浓度为0.25,0.5,0.75,1,1.25,1.5 mol%的40 Ge O2-35Te O2-15Pb O-5Al2O3-2.5Ca O-2.5Sr O锗碲酸盐玻璃.热学性质测试表明该玻璃的转变温度为446℃,没有析晶峰.玻璃的最大声子能量约为750 cm-1.利用Judd-Ofelt理论计算了Tm3+的Judd-Ofelt参数Ωt(t=2,4,6)、不同浓度下Tm3+离子各激发态能级的自发辐射概率、荧光分支比以及辐射寿命等参数.采用808 nm波长抽运源测试了Tm3+离子的荧光光谱.发现掺杂浓度为1 mol%时约1.8μm处的荧光强度最强.根据Mc Cumber理论计算了3F4→3H6的发射截面,其峰值发射截面为6.5×10-21cm2.根据速率方程计算了玻璃中OH引起的Tm3+的3F4能级的无辐射弛豫速率,随着Tm3+浓度增加,OH对3F4能级的猝灭速率增加.这种玻璃有望研制成一种新型的约2μm的激光玻璃材料.

掺铥钬离子碲锗酸盐玻璃2 μm发光性能研究

采用高温熔融法制备了Tm^ 3+离子单掺杂及Ho ^3+/Yb ^3+共掺杂的碲锗酸盐玻璃,并研究了其在2 μm波段的发光性能。在808 nm激光二极管泵浦下,在Tm^ 3+单掺杂的碲锗酸盐玻璃中获得了1.81 μm波长的荧光,荧光的半峰全宽达211 nm,发射截面为6.32×10^ -21 cm ^2。在980 nm激光二极管泵浦下,在Ho ^3+/Yb ^3+共掺杂的碲锗酸盐玻璃中获得了2.03 μm波长的荧光,荧光的最大半峰全宽为170 nm,发射截面为3.2×10 ^-21 cm^ 2。研究结果表明,稀土离子掺杂的碲锗酸盐玻璃不仅具有优良的物化性能,而且具有优良的中红外2 μm发光性能,在中红外超短脉冲激光玻璃光纤材料领域具有潜在的应用价值。

Dy^(3+)单掺、Tb^(3+)单掺和Tb^(3+)/Dy^(3+)共掺碲锗钡酸盐玻璃的发光性能研究

采用高温熔融淬冷法成功制备了Dy^(3+)单掺、Tb^(3+)单掺和Tb^(3+)/Dy^(3+)共掺碲锗钡酸盐系列玻璃,该玻璃体系中网络形成体TeO_(2)和GeO_(2)的总摩尔分数高达66.6%。采用透过光谱、荧光光谱等系统研究了碲锗钡酸盐玻璃的发光性能,确定了Dy^(3+)单掺、Tb^(3+)单掺碲锗钡酸盐玻璃中的最佳掺杂浓度,观察到Tb^(3+)/Dy^(3+)共掺碲锗钡酸盐玻璃中存在Dy^(3+)向Tb^(3+)离子的高效能量传递。所研究的稀土掺杂碲锗钡酸盐玻璃密度超过5.0 g/cm^(3),在400~700 nm波长范围内透过率高达85%,荧光衰减时间低于1 ms。结果表明,所研究的稀土掺杂碲锗钡酸盐玻璃在高能射线探测领域具有潜在的应用前景。