Er-Yb共掺磷酸盐玻璃波导放大器噪声特性研究

从描述Er Yb共掺磷酸盐玻璃光波导放大器的速率方程与光功率传输方程出发,计算Er Yb共掺磷酸盐玻璃光波导放大器的噪声指数,讨论在980nm泵浦光的作用下,Er离子浓度、泵浦光功率、器件长度以及输入信号光功率对Er Yb共掺磷酸盐玻璃光波导放大器噪声指数的影响。

Er-Yb共掺光纤光栅光纤激光器

提出了一种用两个完全相同的光纤光栅作谐振腔的Er-Yb共掺光纤激光器,并对其输出与温度特性进行实验研究,给出了Er-Yb共掺光纤的自发辐射谱及光纤光栅的透射谱,讨论了光纤光栅工作温度对激光器输出中心波长的影响。实验结果表明激光器的温度稳定性较好。

Er-Yb共掺磷酸盐波导激光器中的Er-Yb能量传递研究

对Er-Yb共掺磷酸盐玻璃波导激光器进行理论研究,弄清Er-Yb能量传递的作用。利用重叠积分方法,对Er-Yb共掺系统的速率方程及激光器中信号光和泵浦光的传输方程进行求解,在980 nm的泵浦光作用下对光波导激光器中Er-Yb能量传递过程的影响做了详细研究,讨论了Yb-Er能量传递对激光器的增益和输出特性的影响。计算结果表明:Yb-Er能量传递对激光器的增益和输出功率的影响不明显。Yb^(3+)离子在Er^(3+)-Yb^(3+)共掺系统中起化解Er^(3+)离子"团簇"、提高泵浦效率的作用。

包层泵浦Er-Yb共掺光纤放大器的原理分析

包层泵浦Er—Yb共掺光纤放大器以其输出功率高、体积小的特点越来越引起人们的关注,有希望推动DWDM系统和空间激光通信系统的新发展。分别从包层泵浦原理和Er-Yb共掺效应两个方面详细分析了包层泵浦Er-Yb共掺光纤放大器的工作原理,得出它们是该放大器高功率输出的关键因素。最后,总结了包层泵浦Er-Yb共掺光纤放大器的特点。

Er-Yb集成波导放大器的仿真与可视化研究

设计了一种基于Matlab6.1语言的Er-Yb集成波导放大器CAD(Computer Aided Design,CAD)仿真系统,并对编程序代码的用途进行了说明。该系统可仿真Er-Yb共掺磷酸盐玻璃波导放大器的特性。所具有的图形用户界面(Graphical User Interface,GUI)使用户能够很快地改变参数,能立即看出新参数所产生的仿真结果。

用乙炔稳频二极管-泵浦Er-Yb玻璃激光器

介绍了一种新颖的二极管-泵浦Er-Yb玻璃激光器,利用Pound-Drever-Hall技术并采用乙炔分子P(15)线对其实现了稳频。实验装置中将两个激光器的出射波长锁定到同一气室的乙炔P(15)吸收曲线的同一侧,使得温度对吸收峰值频率产生的漂移和温度导致气压变化使线宽增宽均对频率稳定性不产生影响。通过测量两个相同激光器系统间出射光波的拍频发现,激光的短期带宽窄于50kHz,通过频率波动情况得出激光器有较高的相对频率稳定度。改进后的激光器稳定性和重复性显著提高,适合于实现高精度的光学频率标准。

Er-Yb共掺双包层光纤的研制

报道了溶液掺杂法制备Er-Yb共掺双包层光纤的技术.采用改进的化学汽相沉积研制工艺,制作了SiO2-P2O5-F的光纤阻挡层和SiO2-GeO2-P2O5的疏松芯层,利用疏松芯层在YbCl3、ErCl3溶液中的浸泡吸收作用,成功研制出Er、Yb离子浓度比分别为1∶13和1∶8两个光纤样品,其中样品2在976nm泵浦波长处的有效吸收系数最大达到2dB/m,分析和讨论了光纤的损耗谱和荧光特性.

Selective enhancement of green upconversion luminescence of Er-Yb:NaYF4 by surface plasmon resonance of W18O49 nanoflowers and applications in temperature sensing

The W（18）O（49） nanoflowers with a diameter of 500 nm are prepared by a facile hydrothermal method. The Er-Yb：NaYF4 nanoparticles are adsorbed on the petals（the position of the strongest local electric field on W（18）O（49） nanoflowers）.With a 976 nm laser diode（LD） as an excitation source, the selectively green upconversion luminescence（UCL） is observed to be enhanced by two orders of magnitude in Er-Yb： NaYF4/W（18）O（49） nanoflowers heterostructures. It suggests that the near infrared（NIR）-excited localized surface plasmon resonance（LSPR） of W（18）O（49） is primarily responsible for the enhanced UCL, which could be partly reabsorbed by the W（18）O（49）, thus leading to the selective enhancement of green UCL for the Er-Yb： NaYF4. The fluorescence intensity ratio is investigated as a function of temperature based on the intense green UCL, which indicates that Er-Yb： NaYF4/W（18）O（49） nanoflower heterostructures have good potential for developing into temperature sensors.

双包层Er-Yb共掺光纤放大器的特性分析

基于速率方程,数值分析了在980nm泵浦下双包层Er Yb共掺光纤放大器的输出信号功率、增益和噪声特性;讨论了它们随激活光纤长度、输入泵浦功率和输入信号功率关系。结果表明,在小信号情况下,长度为5m的双包层Er Yb共掺光纤放大器的输出信号功率超过25dBm,增益高于30dB,噪声系数小于4dB。

全光纤自调Q双包层Er-Yb共掺光纤环形激光器

报道了一种结构紧凑的自调Q双包层Er-Yb共掺光纤（EYDF）环形激光器。利用双包层EYDF同时作为增益光纤和可饱和吸收体，光纤光栅（FBG）作为波长选择器，实现了中心波长1539．80nm的稳定自调Q脉冲输出。自调Q运转可在泵浦功率376～1＇208mW的较大范围内获得，调Q重复频率从7．40kHz到64．2kHz连续可调谐。自调Q最短脉冲宽度为1．8μs，最大单脉冲能量为1．65μJ，最大平均输出功率为81．3mW，调Q脉冲的频谱信噪比（SNR）最高可达60dB。

高功率脉冲Er-Yb共掺光纤放大器中放大自发辐射的抑制方法

为了研究放大的自发辐射(ASE)对高功率脉冲Er-Yb共掺光纤放大器(EYDFA)的影响,采用数值模拟对EYDFA中不同参数信号的放大进行了研究。结果表明,Yb波段(1.0～1.1μm)ASE是制约放大器输出功率提升的主要因素。因此,有效地抑制Yb波段ASE将有助于放大器性能的提高。通过进一步研究发现,在放大器的抽运端引入一个Yb波段的辅助信号能有效地抑制Yb波段ASE,从而提高抽运转换效率,提升放大器的输出功率。

高热稳定CaGdAlO_(4)∶Er^(3+)/Yb^(3+)荧光粉的上转换发光及其温度传感性能

获得具有良好热稳定性和发光性能的非接触式光学温度传感材料是目前的研究热点之一,本工作通过高温固相法制备了Er^(3+)/Yb^(3+)共掺CaGdAlO_(4)∶Er_(x),Yb_(0.10)(x=0.006、0.008、0.010、0.012、0.014)荧光粉,尺寸大小分布在0.6~4.2μm。在980 nm激光激发下,该荧光粉在500~700 nm发射谱由两个发射带组成,528和550 nm处两个较强的绿光发射带,归属于Er^(3+)的^(2)H_(11/2)→^(4)I_(15/2)、^(4)S_(3/2)→^(4)I_(15/2)能级跃迁,663 nm处较弱的红光发射带,归属于Er^(3+)的^(4)F_(9/2)→^(4)I_(15/2)能级跃迁。上转换发光强度最大组分为CaGdAlO_(4)∶Er_(0.010),Yb_(0.10)。300~573 K变温发射谱表明,基于荧光强度比FIR_(528/550)参数,温度传感绝对灵敏度S_(A)从44.4×10^(-4) K^(-1)(@300 K)先增大到52.0×10^(-4) K^(-1)(@445 K)随后减小到49.0×10^(-4) K^(-1)(@573 K)。相对灵敏度S_(R)则从0.95×10^(-2) K^(-1)(@300 K)单调减小到0.27×10^(-2) K^(-1)(@573 K)。冷热循环实验表明该材料的热重复性优于98%。结果表明,CaGdAlO_(4)∶Er_(0.010),Yb_(0.10)荧光粉在光学温度传感领域具有潜在的应用前景。

基于稀土掺杂上转换纳米材料NaYF_(4):Yb,Er@TGA直接对金属离子进行定量分析的方法探究

目的:基于荧光猝灭或增强机制,构建稀土掺杂上转换纳米材料NaYF_(4):Yb,Er@TGA直接对金属离子进行定量分析的方法,实现对金属离子快速、准确、灵敏检测。方法:通过溶剂热法制备出性能优良的稀土掺杂上转换纳米材料NaYF_(4):Yb,Er@TGA,并对其进行表征;通过测量14种常见的金属离子对NaYF_(4):Yb,Er@TGA荧光强度的影响,筛选能够引起NaYF_(4):Yb,Er@TGA荧光强度增强或下降,且与金属离子浓度呈线性关系的金属离子类型,进而建立检测新方法。结果:金属离子Mg^(2+)、Fe^(3+)分别在浓度范围为0~7.00μg/mL、0~6.00μg/mL与NaYF_(4):Yb,Er@TGA的荧光强度呈现良好的线性关系,其标准曲线方程的线性系数分别为0.9924、0.9982,检出限分别为1.79μg/mL、1.30μg/mL,加标回收率分别为95.5%~98.8%、92.5%~97.8%,方法相对标准偏差分别为4.05%、8.18%。结论:该方法检测限低、准确度较高、精密度较好,有望用于实际样品中Mg^(2+)、Fe^(3+)定量分析。

不同激发波长下NaLaF_(4):Er^(3+)/Yb^(3+)的上转换光谱调控研究

为探究不同激发波长(980 nm、1 550 nm)对NaLaF_(4):Er^(3+)/Yb^(3+)上转换发光材料光谱调控的规律和机理,采用水热-固相两步反应法合成一系列不同Er^(3+)/Yb^(3+)掺杂浓度的NaLaF_(4)荧光粉。利用X射线衍射仪(XRD)、荧光分光光度计对材料进行测试,分析其发光性能与机理。结果表明,样品在980 nm激发下呈绿色发光,上转换发光强度随Er^(3+)/Yb^(3+)掺杂浓度增加而呈现先增后减的规律,该发光过程为双光子过程;而在1 550 nm激发下呈红色发光,上转换发光强度随Er^(3+)掺杂浓度增加而呈增强趋势,但随Yb^(3+)浓度增加而降低,发光过程为三光子过程。因此,通过调节激发光波长,在同组分NaLaF_(4):Er^(3+)/Yb^(3+)荧光粉中实现颜色可控的绿、红色发光,对设计新型光谱调控手段和探索新的发光材料具有一定的理论指导意义。

棒状结构NaGdF_(4):Yb^(3+),Er^(3+)上转换发光性能的研究

以乙二胺四乙酸二钠(EDTD-2Na)为螯合剂,采用水热法合成了棒状结构的NaGdF_(4):Yb^(3+),Er^(3+)纳米粉末。分别借助X射线衍射(XRD)、荧光光谱仪(PL)和扫描显微镜(SEM)对其晶体结构、发光强度和表面形貌进行分析和表征。探究了稀土前驱体、水热温度和水热时间的实验条件对NaGdF_(4):Yb^(3+),Er^(3+)纳米粉末上转换发光强度的影响;研究了氟源和钠源对NaGdF_(4):Yb^(3+),Er^(3+)晶体形貌和上转换发光强度的改善;同时,采用煅烧处理的方法,进一步探究样品的形貌和发光强度收到的影响。实验结果表明NH4F与NaOH作为氟源和钠源及200℃煅烧1 h得到的棒状结构NaGdF_(4):Yb^(3+),Er^(3+)的发光强度最好,色坐标(CIE)绿色发光强度从84%提升到94.88%。

动态缺陷导致Na_(3)Sc_(2)(PO_(4))_(3):Yb^(3+),Er^(3+)材料上转换和下转移发光不同热猝灭行为研究

掺Eu^(2+)的离子导体Na_(3)Sc_(2)(PO_(4))_(3)具有优异的抗热猝灭性能,是一种很有前景的大功率照明用发光材料。然而,其负热猝灭机理仍有待深入研究。本文以Yb^(3+)/Er^(3+)的f-f跃迁上转换和下转移窄带发射而非更易受干扰的Eu^(2+)d-f跃迁发射为研究对象,旨在获得更清晰的机理。结果表明,热致缺陷/离子的动态迁移能促进高温下辐射跃迁和抑制非辐射跃迁,导致上转换发光具有显著的负热猝灭,下转移发光热猝灭较小。其中,布居速率较慢的上转换过程更容易受到时间尺度与之相当的Na^(+)/空位迁移过程的影响。本研究可为理解发光材料热猝灭机制提供另一种视角。

Y_(2)O_(3):Yb^(3+),Er^(3+)上转化荧光纳米粒子在潜指纹显现中的应用

文章通过高温煅烧方法制备出Y_(2)O_(3):Yb^(3+),Er^(3+)纳米粒子,通过XRD、TEM和元素面扫描对其特性进行研究。通过该方法成功制备出Y_(2)O_(3):Yb^(3+),Er^(3+)纳米粒子,该纳米粒子具有较好的分散性,尺寸约为100 nm。在980 nm近红外光的激发下,产生绿色和红色两个发光带。Y_(2)O_(3):Yb^(3+),Er^(3+)在980 nm近红外光的激发下,可以有效地显现红色纸盒和绿色塑料卡片等带有颜色干扰的非渗透性客体表面的潜指纹,由于激发波长为近红外光,可以完全避免背景荧光的干扰,最大程度上显现指纹的一级和二级结构特征。此外,在与商品红色荧光粉末的比较研究中发现,在有荧光特性的渗透性客体表面的潜指纹显现中,Y_(2)O_(3):Yb^(3+),Er^(3+)纳米粒子具有优势,呈现出更加清晰的指纹轮廓和纹线,可以有效消除背景花纹的干扰,具有较高的灵敏度和选择性。

高功率脉冲抽运Er-Yb共掺光纤放大器的理论研究

基于速率方程理论对低重复频率高功率脉冲抽运Er-Yb共掺光纤放大器(EYDFA)进行了理论研究。通过采用有限差分法对理论模型的求解,系统分析了在放大自发辐射(ASE)受限情况下,抽运脉冲峰值功率、抽运脉宽、信号时延对放大器性能的影响。结果表明,在将ASE控制在合理范围的情况下,抽运脉冲存在一个最佳的抽运脉冲宽度,信号脉冲相对抽运脉冲的时延对输出峰值功率和脉冲能量有非常重要的影响。而且对给定的增益介质,抽运脉冲峰值功率也并非越高越好,而是存在一个最佳值。该研究结果对高功率脉冲抽运Er-Yb共掺光纤放大器的实验研究具有指导意义。

基于上转换发光的Y_(7)O_(6)F_(9):Er,Yb/PAN复合纤维温度传感特性

通过水热法配合高温煅烧合成了斜方晶系Y_(7)O_(6)F_(9):Er,Yb晶体,该晶体可实现高效上转换发光且具有良好的高分子亲和性。利用高压静电纺丝技术将Y_(7)O_(6)F_(9):Er,Yb晶体颗粒与高分子化合物聚丙烯腈(PAN)复合,制备出了兼备温度传感特性、柔韧性和灵活性的Y_(7)O_(6)F_(9):Er,Yb/PAN纤维。977 nm激光激发下,晶体颗粒和复合纤维在303~433 K温度范围内均展示出高效的上转换发光和良好的温度传感特性,且复合纤维在测温范围内表现出优于晶体颗粒的温度灵敏度和分辨率。在303 K温度下有最大绝对灵敏度值1.143%·K^(-1),在433 K温度下有最小的分辨率0.15 K。因此,具有柔韧性的复合纤维既有良好温度传感特性又可任意调节形态,适应复杂多样的应用环境,是可应用于实现智能穿戴领域温度传感性能的有效候选材料。

荧光光谱法分别测定铒和镱的多吡啶配合物与牛血清白蛋白的相互作用

目的:分别研究了稀土元素铒(Er)和镱(Yb)的多吡啶配合物与牛血清白蛋白(Bovine serum albumin,BSA)的相互作用,揭示金属药物在体内的分布、转运和代谢过程,为研究作用机制提供实验依据。方法:利用荧光光谱法探讨两种稀土多吡啶配合物与BSA的猝灭机制、结合常数、结合位点数及作用方式。结果:两种配合物能够有效的导致BSA内源荧光静态猝灭;荧光光谱结果显示两种配合物的结合常数均达到10^(4)L·mol^(-1)数量级,且随着温度的升高逐渐降低;两种配合物与BSA的结合位点数约为1,表明形成1:1的非共健复合物;通过热力学参数推断出两种配合物与BSA之间主要靠疏水作用力(ΔH>0,ΔS>0);同步荧光结果表明,两种配合物的加入使BSA的构象发生变化,影响了色氨酸残基的微环境。结论:铒和镱的多吡啶金属配合物均与BSA有很好的结合能力,且结合后改变了BSA的构象,为今后成为药物提供了可能性,也为进一步研究此类稀土配合物代谢动力学打下了基础。