資源描述：
《鉍摻雜硼酸鹽激光玻璃的制備及近紅外發(fā)光性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文鉍摻雜硼酸鹽激光玻璃的制備及近紅外發(fā)光性能研究作者姓名薛亞飛學(xué)科專業(yè)材料學(xué)指導(dǎo)教師彭明營所在學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院論文提交日期2018年4月11日PreparationandNIRLuminescencePropertiesofBismuth-dopedBorateLaserGlassADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：XueYafeiSupervisor：Prof.PengMingyingSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,
2、China摘要鉍摻雜增益材料具有可覆蓋1000-1600nm波段的超寬帶近紅外發(fā)光，可以覆蓋石英光纖的整個低損耗通信窗口，有望作為超寬帶光纖放大器增益材料。但現(xiàn)有鉍摻雜石英光纖必須在大于2000℃制備，這造成鉍大量揮發(fā)，光纖中鉍殘余量極少（~50ppm），因而這些光纖增益極低，本論文選取鉍摻雜硼酸鹽玻璃體系作為研究對象，在較低溫度1400-1450℃下制備，玻璃樣品鉍摻雜最高濃度達到6mol%，并獲得了提高和調(diào)節(jié)鉍近紅外發(fā)光的方法，具體的成果如下：（1）在1400℃下，系統(tǒng)地制備了不同堿土金屬種類及含量的鉍摻雜硼酸鹽玻璃，研究了不同堿土金屬的含量以及種
3、類的改變對其近紅外發(fā)光性能的影響；通過FT-IR和NMR結(jié)構(gòu)表征以及光學(xué)堿度的計算，發(fā)現(xiàn)了近紅外發(fā)光峰位與光學(xué)堿度之間的定性關(guān)系，即當(dāng)玻璃系統(tǒng)的光學(xué)堿度增加時，近紅外發(fā)光紅移，反之藍移；發(fā)現(xiàn)了近紅外發(fā)光強度與玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的B-O、Al-O多面體結(jié)構(gòu)單元之間的聯(lián)系，即BO4和AlO5有助于增強近紅外發(fā)光，而在Al2O3含量低于6mol%時，BO4影響占主導(dǎo)地位，在Al2O3含量超過6mol%時，AlO5的影響占主導(dǎo)。（2）在1400℃下，系統(tǒng)地制備了不同Bi2O3和Y2O3含量的鉍摻雜硼酸鹽玻璃，研究了硼酸鹽玻璃中鉍摻雜濃度及Y2O3含量對近紅外發(fā)光性
4、能的影響；得到了性能最佳玻璃組分為77B2O3-15CaO-5Al2O3-3Y2O3-6Bi2O3，經(jīng)過熱循環(huán)測試，發(fā)現(xiàn)該玻璃體系的近紅外發(fā)光有著較好的熱穩(wěn)定性能。（3）在1450℃下，系統(tǒng)地制備了不同GeO2含量的鉍摻雜硼酸鹽玻璃，通過加入GeO2來改善鉍摻雜硼酸鹽玻璃的均勻性和穩(wěn)定鉍近紅外發(fā)光中心。發(fā)現(xiàn)B2O3與GeO2能夠在較低溫度下（1450℃）形成均勻透明的玻璃；發(fā)現(xiàn)隨GeO2含量增加，玻璃近紅外發(fā)光拓寬和并增強，吸收系數(shù)同時增大。通過FT-IR、Raman、NMR結(jié)構(gòu)表征，發(fā)現(xiàn)這是由于Ge離子會與B離子共同形成玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，形成新鉍發(fā)光中心
5、，隨GeO2含量從0mol%增加到67mol%，AlO5和AlO6會逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)锳lO4，有助于鉍近紅外發(fā)光，故吸收系數(shù)以及近紅外發(fā)光強度增強。關(guān)鍵詞：鉍；近紅外發(fā)光；玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；硼酸鹽玻璃IAbstractBismuthdopedgainmaterialsdisplayanultra-widebandnear-infraredemissionspanningthespectralrangeof1000to1600nm,whichcancovertheentirelow-losscommunicationwindowofthesilicafiber.T
6、hebismuth-dopedmaterialsappeartobepromisinggainmaterialsfortheapplicationsofultra-widebandfiberamplifiers.However,theexistingbismuth-dopedsilicaopticalfibersmustbefabricatedathightemperature(morethan2000℃),whichwouldcauseseverevolatilizationofbismuth,andleaveextremelylowresidual
7、amountofbismuth(~50ppm)intheopticalfibers.Therefore,inthiswork,wechosebismuth-dopedborateglassesastheresearchobject,whichcouldbepreparedatrelativelylowtemperatureof1400-1450℃.ThemaximaldopingconcentrationofBi2O3wasupto6mol%.Besides,weproposedastrategytoenhanceandtunethebismuthNI
8、Rluminescenceproperties,thespecificresultsobtai
