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《鉺鐿共摻磷酸鹽發(fā)光玻璃的制備及性能研究》由會員上傳分享，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。
1、鉺鐿共摻磷酸鹽發(fā)光玻璃的制備及性能研究摘要摻Er玻璃是目前激光材料領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)之一，其在1．531xm處的發(fā)光對光纖通信領(lǐng)域內(nèi)的光放大應(yīng)用具有重要意義。目前，隨著器件小型化的發(fā)展趨勢，一方面，對玻璃中的摻Er濃度提出了更高的要求：另一方面，由于Ybp離子卓越的敏化性能，對Er／Yb共摻玻璃的研究也越來越深入。由于磷酸鹽具有對稀土離子高的溶解度，因此，研究磷酸鹽體系玻璃中Er單摻、E／rYb共摻系統(tǒng)的物理特性和光學(xué)特性對推動Er摻雜激光器、放大器材料的發(fā)展具有非常重要的應(yīng)用價值。本文采用兩步熔融法制備了相同基質(zhì)，E，離
2、子濃度固定0．5m01％不變Yb3+離子濃度由0m01％依次增加1．5m01％變化到7．5m01％的系列磷酸鹽玻璃，并對各坩+離子摻雜濃度下的玻璃試樣進(jìn)行了密度、厚度、折射率、熱穩(wěn)定性等物理性能的測試；根據(jù)各樣品的吸收光譜，利用J．O理論計(jì)算得到此玻璃體系的系列光譜參數(shù)，并對其熒光光譜進(jìn)行了測試分析。另外，在前面分析得到的最佳配比方案的基礎(chǔ)上，采用添加重金屬氧化物Bi203對其進(jìn)行改性，并對各項(xiàng)性能進(jìn)行測試比較。最后通過分析制備工藝條件的影響因素，進(jìn)一步確定最佳的制備方案。制備得到的玻璃樣品密度在1．4470"～1．53
3、829／em3之間，當(dāng)摻雜的Yb203為6．0m01％(E5樣品)時，玻璃的密度達(dá)到最大為1．53829／cm3；得到的玻璃樣品折射率在1．54左右。通過DTA測試，得到玻璃樣品的開始析晶溫度和玻璃轉(zhuǎn)變溫度差值△T，在E5樣品達(dá)到最大值為154℃，具有良好的熱穩(wěn)定性。對系列玻璃進(jìn)行耐水性能測試，發(fā)現(xiàn)前2個小時腐蝕程度大后面基本呈線性增加。本實(shí)驗(yàn)對發(fā)光玻璃吸收光譜的測試，吸收光譜主要有7個吸收峰，中心位置波長分別為：488，520，544，651，798，978，1534nm，吸收峰分別對應(yīng)于E，離子從基態(tài)4115尼到各個
4、激發(fā)態(tài)4F7彪，2Hll／2，4S3尼，4F9t2，4l蚍，411l尼，4113也以及Yb3+離子從基態(tài)2F7／2到2F5／2的吸收躍遷。利用J-O理論計(jì)算得到唯象強(qiáng)度參數(shù)Qt，Q2在7．04"-'7．52之間，Q4在1．67～1．96之間，f26在1．05～1．24之間；計(jì)算出E，離子在本實(shí)驗(yàn)樣品中的自發(fā)輻射躍遷幾率如、釓，熒光強(qiáng)度分支比盧和輻射壽命f。d，利用McCumber理論計(jì)算得到的發(fā)射截面達(dá)到0．84pm2。測試樣品在1．5J，tm處的熒光光譜，各樣品的熒光峰值波長并沒有發(fā)生變化，均為1534nm；熒光強(qiáng)度隨
5、著Yb”離子濃度的增加先變大后降低，在E5樣品中達(dá)到最大值，熒光半高寬可達(dá)到38nm；本實(shí)驗(yàn)制備的PBAZN系列磷酸鹽玻璃的Yb3+：E，最佳比為12：1。得到的上轉(zhuǎn)換發(fā)射光譜有三個，可見峰位于522，545，651nm，在E5樣品中綠光強(qiáng)度是單摻鉺的5倍左右，紅光強(qiáng)度為3倍左右。通過對E5樣品配方添加10m01％的Bi203進(jìn)行改性實(shí)驗(yàn)，玻璃的密度、折射率、熱穩(wěn)定性都得到一定提高，通過熒光光譜測試發(fā)現(xiàn)摻雜氧化鉍后的鉍磷酸鹽玻璃的峰值在1544nm，向長波方向移動了；熒光半高寬為48nm。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)提高玻璃的熔煉溫度對去除
6、OH一有一定的作用，制得樣品的熒光壽命還是比較理想的。關(guān)鍵詞：鉺鐿共摻；磷酸鹽玻璃；吸收光譜；光致熒光；上轉(zhuǎn)換熒光ⅡStudyonThePreparationandThePropertiesofTheEr／YbOo—dopedPhosphateGIassesAbstractErbium·dopedglassisoneofthemostimportantlasermaterialsbecauseofitskeyroleintheopticalsignalamplificationfor1．531xmtelecommunic
7、ation．Tosupporttheopticalintegration，increasingdopingconcentrationisalleffectivesolutiontoobtainhighoutputpowerorhighgaininminiaturizedlasersandamplifiers．Unfortunately，mostsolidlasermaterialsexhibitpronouncedconcentrationquenchingat11ighdopingconcentration．Er／Yb
8、CO-dopedsystemhasbeenfoundtobealleffectivemethodtoenhancethegainduetotheexcellentsensitizingabilityofYb，+ions．Sincethephosphateofrareearthionshavehi曲solubility
