摻鐿離子透明微晶玻璃材料的研究

摻鐿離子透明微晶玻璃材料的研究

ID:32470504

大小:4.39 MB

頁(yè)數(shù):81頁(yè)

時(shí)間:2019-02-06

摻鐿離子透明微晶玻璃材料的研究_第1頁(yè)
摻鐿離子透明微晶玻璃材料的研究_第2頁(yè)
摻鐿離子透明微晶玻璃材料的研究_第3頁(yè)
摻鐿離子透明微晶玻璃材料的研究_第4頁(yè)
摻鐿離子透明微晶玻璃材料的研究_第5頁(yè)
資源描述:

《摻鐿離子透明微晶玻璃材料的研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、中南人學(xué)碩士學(xué)位論文摘要Yb3+離子因具有能級(jí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、儲(chǔ)能效果好、熒光壽命長(zhǎng)、不存在激發(fā)態(tài)吸收、與固體二極管激光器抽運(yùn)波長(zhǎng)(900.1100nm)耦合性好等特點(diǎn),使得摻這種離子的激光材料成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。其中,摻Y(jié)b3+離子的透明氟氧化物微晶玻璃因兼具氟化物玻璃的優(yōu)異光學(xué)性能以及氧化物玻璃優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性而引起材料科學(xué)工作者的廣泛關(guān)注。與其他氟化物相比,CaF2晶體對(duì)稀土離子有較高的固溶度,且具有透光范圍寬(0.125.10um)、化學(xué)穩(wěn)定性好、及聲子能量低等特點(diǎn),因此,摻Y(jié)b”離子且含CaF2納米微晶的氟氧化物微晶玻璃是一種比較有發(fā)展?jié)摿Φ募す獠牧?,特別是在可調(diào)諧激

2、光器和超短脈沖激光器方面的應(yīng)用前景看好。本文采用傳統(tǒng)熔體冷卻技術(shù)及晶化熱處理工藝制備了摻Y(jié)b”離子的NaF.CaF2一A1203.Si02體系透明氟氧化物微晶玻璃。利用差熱分析(DSC)、X射線衍射分析(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)等檢測(cè)手段研究了該系統(tǒng)玻璃的形成能力、析晶機(jī)理、微觀結(jié)構(gòu)。同時(shí),利用熒光光譜、吸收光譜以及熒光壽命等測(cè)試方法和結(jié)果,分析了Yb3+離子摻入濃度對(duì)材料光譜和激光性能的影響。結(jié)果表明:在NaF—CaF2.A1203.Si02系統(tǒng)中,當(dāng)引入Na20、K20等堿金屬氧化物時(shí),因增加了玻璃組成體系中的0:Si比,使得玻璃的形成能力降

3、低。由于0:Si比的增加,熔體粘度降低,因此,在熔體澆注成型過程中,離子容易發(fā)生遷移而調(diào)整為晶格結(jié)構(gòu),出現(xiàn)白發(fā)析晶現(xiàn)象;CaO部分替代CaF2后,玻璃中硅氧網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得到加強(qiáng),玻璃的析品穩(wěn)定性提高。在NaF—CaF2.A1203.Si02系統(tǒng)玻璃中,NaF和CaF2的摩爾百分比高達(dá)30%,因此,由[Si04]禾n[A104]四面體組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中存在較多網(wǎng)絡(luò)斷開點(diǎn)或非橋氧離子。Ca2+和Na+離子進(jìn)入這些網(wǎng)絡(luò)間斷點(diǎn)位置,并與非橋氧離子(!tlJ-Si—O‘)鍵合。當(dāng)引入Yb203到這些玻璃中后,Yb3+、Ca2+和Na+離子都處于網(wǎng)絡(luò)間斷點(diǎn)位置。由于Yb3+離子的高電價(jià),Yb3+與網(wǎng)

4、絡(luò)間斷點(diǎn)位置中的非橋氧優(yōu)先成鍵,這就使得間斷點(diǎn)位置區(qū)域中的Ca2+和Na+離子富集。這些Ca2+和Na+離子中的一部分與可能尚未達(dá)到電價(jià)飽和的非橋氧連接,而大部分則與F。或游離氧02。離子連接。與鍵合到非橋氧上的Ca2+和Na+離子相比,與F’成鍵的Ca:+離子更容易發(fā)生遷移、轉(zhuǎn)動(dòng)和重排,在熱處理過程中,更容易與F-離子一起調(diào)整為晶格結(jié)構(gòu)。隨著Yb203中南人學(xué)碩十學(xué)位論文摘要引入量的增加,與結(jié)構(gòu)中的非橋氧鍵合的cE+離子濃度減小,而與結(jié)構(gòu)中的F。離子鍵合的Ca2+離子含量增加,因此,玻璃的析晶活化能隨著Yb”摻入量的增加而逐漸降低,析晶能力增強(qiáng)。在析晶過程中,晶核呈三維方式生長(zhǎng),

5、晶體長(zhǎng)大主要受擴(kuò)散機(jī)制所控制。且隨著溫度的升高,其成核速率不斷降低,最終趨向于零形核率。隨著Yb”離子摻入量的增加,NaF.CaF2。A1203.Si02系透明微晶玻璃中兩熒光發(fā)射峰向長(zhǎng)波方向移動(dòng),且第二發(fā)射峰強(qiáng)度(Ih)與第一發(fā)射峰強(qiáng)度(I九n)的比值(Iz.s/IA.r,)呈現(xiàn)增大趨勢(shì)。在熱處理過程中,部分Yb”離子進(jìn)入CaF2晶體中的Ca2+離子位置,并可在CaF2螢石結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生豐富的不對(duì)稱格位,使得Yb3+離子中電子的能級(jí)結(jié)構(gòu)變得更為復(fù)雜,從基態(tài)激發(fā)出的電子數(shù)增加,導(dǎo)致發(fā)射強(qiáng)度和吸光度提高,同時(shí),使得吸收和發(fā)射光譜帶加寬。在熒光捕獲效應(yīng)和熒光猝滅效應(yīng)綜合作用下,熒光壽命隨著

6、Yb3+離子濃度的增加呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢(shì),如Yb3+離子濃度過大會(huì)使其吸收截面和受激發(fā)射截面減小。所研制微晶玻璃的吸收截面為2.68pm2、受激發(fā)射截面為5.51pm2、熒光壽命為1.32ms、飽和泵浦強(qiáng)度(Isat)為5.77、最小泵浦強(qiáng)度(Imin)為O.60,是一種綜合光譜性能優(yōu)良的摻Y(jié)b”激光材料。關(guān)鍵詞:Yb3+離子,氟氧化物、透明微晶玻璃,析晶動(dòng)力學(xué),光譜性能中南人學(xué)碩士學(xué)何論文ABSTRACTABSTRACTThelasermaterialsdopedYb3+ionshavebecomethehotspotbecauseYb”ionhasverysimplee

7、nergylevelsystem,goodenergystorageability,longfluorescencelifetime,noexcitedstateabsorption,andcouplingeffectivelywiththewavelength(900~1lOOnm)pumpedbysoliddiodelaser.TransparentoxyfluorideglassceramicsdopedYb3+ionshaveattractedwidespre

當(dāng)前文檔最多預(yù)覽五頁(yè),下載文檔查看全文

此文檔下載收益歸作者所有

當(dāng)前文檔最多預(yù)覽五頁(yè),下載文檔查看全文
溫馨提示:
1. 部分包含數(shù)學(xué)公式或PPT動(dòng)畫的文件,查看預(yù)覽時(shí)可能會(huì)顯示錯(cuò)亂或異常,文件下載后無此問題,請(qǐng)放心下載。
2. 本文檔由用戶上傳,版權(quán)歸屬用戶,天天文庫(kù)負(fù)責(zé)整理代發(fā)布。如果您對(duì)本文檔版權(quán)有爭(zhēng)議請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系客服。
3. 下載前請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔內(nèi)容,確認(rèn)文檔內(nèi)容符合您的需求后進(jìn)行下載,若出現(xiàn)內(nèi)容與標(biāo)題不符可向本站投訴處理。
4. 下載文檔時(shí)可能由于網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)等原因無法下載或下載錯(cuò)誤,付費(fèi)完成后未能成功下載的用戶請(qǐng)聯(lián)系客服處理。