透红外含碲氟铝基玻璃的激光损伤阈值

 在氟铝酸盐玻璃组分中加入适量声子能量低的重金属氧化物TeO ₂，得到一种新的氧氟化物玻璃。该材料具有良好的成玻璃性能，适合制作大尺寸红外窗口镜。研究了TeO2含量对玻璃特征温度、阿贝数和红外透过性能的影响。同时测试了这种玻璃的抗DF激光能力，结果表明： TeO ₂含量为15%的玻璃，DF激光破坏阈值达14.95 kＷ·cm^-2。分析显示，由于玻璃基质的多声子吸收，对激光能量的吸收而引起的热冲击是导致玻璃破坏的主要原因。进一步降低玻璃中水分，可以提高玻璃抗激光破坏性能。     

氟化物对Er~(3+)/Yb~(3+)共掺的碲酸盐玻璃上转换和红外发光性能的影响

Er3+/Yb3+共掺的碲酸盐玻璃由于其良好的上转换发光性能而得到广泛的研究。本文将氟化物引入碲酸盐玻璃中,通过熔融法制备了量比为70TeO2-(30-x)ZnO-xZnF2-0.15Er2O3-1.5Yb2O3(x=0,5,10,15,20)的碲酸盐氧氟玻璃样品,并测试其热稳定性、拉曼光谱以及受激发射光谱。实验结果表明,随着氟化物含量的提高,Er3+离子的410,555,670 nm上转换发光和2~3μm波段中红外发光得到增强,并且红光提高强度比绿光和蓝光更明显。在分析了氟离子引入后对上转换与近中红外波段发光的内在影响机制发现:碲酸盐玻璃系统中的氟化物一方面促进能量传递过程中Er3+离子的双光子吸收,促进粒子跃迁至相应的高能级;另一方面,引入氟化物后的碲酸盐玻璃的最大能量声子态密度下降也是降低无辐射跃迁概率、提高上转换和中红外发射强度的重要原因。     

TeO2-Nb2O5-YF3 玻璃系统的形成区及性质研究

制备了一种新型的氧卤碲酸盐玻璃:TeO2-Nb2O5-YF3,给出并研究了TeO2-Nb2O5-YF3三元系统的玻璃形成范围。测试了玻璃的密度、折射率、差热(DTA)、拉曼光谱、红外透射光谱以及紫外吸收光谱,通过光谱分析研究了组分含量的变化对玻璃结构及红外透射特性的影响。实验结果表明,TeO2-Nb2O5-YF3玻璃系统具有优良的成玻璃性能和热稳定性等特性,而且在2.8~3.3μm区域内无明显的[OH]基团吸收,在中红外3~5μm区域具有优良透射性能,因此在中红外透射方面具有潜在应用价值。     

新型红外氧氟玻璃及其雷达隐身技术

红外玻璃是很多重要军用系统的关键窗口材料之一,红外玻璃的高性能、大尺寸化制备面临重要挑战,同时红外技术和光电对抗技术的发展对红外窗口的雷达隐身性能也提出了很高的要求。阐述了新型红外玻璃的设计思想,基于此发展了一种新型的中红外光学玻璃—氟镓酸盐(FGa)玻璃,并以FGa玻璃为基质,成功研制出新型具有雷达隐身功能的中红外光功能材料。     

氟化物对Er3+/Yb3+共掺的碲酸盐玻璃上转换和红外发光性能的影响

Er³⁺/Yb³⁺ 共掺的碲酸盐玻璃由于其良好的上转换发光性能而得到广泛的研究。本文将氟化物引入碲酸盐玻璃中,通过熔融法制备了量比为70TeO₂-（30-x）ZnO-xZnF₂-0.15Er₂O₃-1.5Yb₂O₃（x=0,5,10,15,20）的碲酸盐氧氟玻璃样品,并测试其热稳定性、拉曼光谱以及受激发射光谱。实验结果表明,随着氟化物含量的提高,Er³⁺离子的410,555,670 nm上转换发光和2~3 μm波段中红外发光得到增强,并且红光提高强度比绿光和蓝光更明显。在分析了氟离子引入后对上转换与近中红外波段发光的内在影响机制发现：碲酸盐玻璃系统中的氟化物一方面促进能量传递过程中Er³⁺离子的双光子吸收,促进粒子跃迁至相应的高能级;另一方面,引入氟化物后的碲酸盐玻璃的最大能量声子态密度下降也是降低无辐射跃迁概率、提高上转换和中红外发射强度的重要原因。     

偏磷酸根(PO-3)对氟铝酸盐玻璃透光性能影响

在氟铝酸盐玻璃（AMCSBY）中引入Ba(PO3）2替代BaF2,替代公式为10MgF2-20CaF2-(10-x)BaF2-10SrF2-15YF3-35AlF3-xBa(PO3)2(x=,2,4,6,8)。对玻璃进行了差热分析，结果表明，在氟铝酸盐玻璃中引入偏磷酸盐使玻璃形成能力大大提高；测量了玻璃从紫外到红外的透过光谱和紫外吸收光谱，在玻璃中引入偏磷酸钡使玻璃中红外透过能力下降，红外吸收边带移向短波段，玻璃紫外透过能力得到提高。紫外吸收边带移向紫外波段，由于PO3^-的影响，O－H吸收峰由2830nm移到3145nm。     

碲酸盐玻璃的拉曼光谱研究

本文测试了TeO2-ZnO和TeO2-BaO两种二元系统不同金属氧化物浓度下玻璃的拉曼光谱,通过比较这两种碲酸盐玻璃系统拉曼光谱的异同,表明碲酸盐玻璃系统中随着金属氧化物浓度的增加,使玻璃网络中的TeO4双三角锥向TeO3三角棱锥转化,并且在TeO2-BaO二元玻璃中出现了非桥氧键。同时初步研究了TeO2-ZnO-Na2O三元玻璃的拉曼光谱,发现当TeO2-ZnO二元玻璃中加入5mol%的Na2O时,其结构并没有发生显著的变化。     

BaF2替代BaO 对钡镓锗酸盐玻璃光学性质的影响

在摩尔分数组成x(BaO),r(Ga2O),r(GeO2)为0．20,0．15,0．65的玻璃中,分别以摩尔分数0．05,0．10．0．15和0．20的BaF2替代BaO,研究了氟化物对玻璃折射率和光吸收性质的影响。结果表明,在玻璃中加入氟化物．玻璃折射率和色散降低,玻璃的紫外吸收边向短波侧迁移,而红外吸收边无明显变化。不含氟化物的氧化物玻璃中含有大量的OH基．这些OH基在2．24μm、2．97μm和4．23μm附近引起光吸收．在含氟化物的玻璃中,2．24μm的吸收峰消失,而2．97μm和4．23μm附近的吸收大大减弱。讨论了各OH基吸收峰的起源,利用计算机技术对2．97μm附近的OH基吸收峰进行了高斯峰分离。玻璃在2．24μm的弱吸收可能来自H2O分子的一个伸缩模和两个振动模的结合(p 2ρ)．4．23μm吸收带是由与非桥O形成强氢键的OH基(T-OH…O^--T)伸缩振动引起,而中心位于2．7～3．2μm的OH吸收带为受不同程度氢键影响的OH基伸缩振动吸收．这些吸收带叠加导致OH吸收带出现非对称性加宽,吸收中心随玻璃中OH含量不同发生移动。     

氟磷光学玻璃部分色散的研究

为了发展特殊色散玻璃新品种,满足光学设计在复、超消色差镜头设计中对光学玻璃的要求;研究玻璃结构组成和部分色散的变化规律,是一项很有意义的工作。氟磷光学玻璃具有特殊的色散性能,由于该类玻璃的研制难度较大,直到1970年才有商品出售,它对高精度、高质量的镜头设计起了重要作用,因而有第三代光学玻璃之称。在国内外光学玻璃商品目录中,氟磷光学玻璃已形成氟冕及长冕二大类别,可是对基础氟磷玻璃的折射率、色散、阿贝数的研究工作却远远不如硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐玻璃。     

Tm3+离子掺杂氟铝酸盐玻璃红外及上转换光谱性质

制备了Tm^3 掺杂氟铝酸盐玻璃，以实测的吸收光谱使用Judd-Ofelt理论详细计算了Tm^3 在氟铝酸盐玻璃中的光谱参数，在此基础上研究了Tm^3 离子掺杂氟铝酸盐玻璃的上转换光谱性质和红外光谱性质。研究表明：在800nm激光二级管激发下，1.45μm（^3F4→^3H4)荧光浓度猝灭要明显强于1.77μm（^3H4→^3H6)荧光；在655nm激发下上转换荧光主要是由单个Tm^3 离子的步进二光子吸收过程所致。     

Ta2O5对碲铋酸盐玻璃光学性能的影响

通过高温熔融法制备了一系列(90-x)TeO2-10Bi2 O3-xTa2 O5(x=0％,2％,4％,6％,8％)TBT玻璃样品.拉曼光谱和X射线光电子能谱测试结果显示,随着Ta2 O5的加入,玻璃网络中的[TeO3]与[TeO3+1]向[TeO4]转变,玻璃网络结构更加致密.这解释了差示扫描量热法测试中TBT玻璃的...     

中红外玻璃材料发展及前沿应用

中波红外玻璃综合了优良的透红外性能、大尺寸制备特性和低成本,是很多重要军用系统的关键窗口材料之一.红外玻璃的高性能、大尺寸化制备面临重要挑战,同时红外技术和光电对抗技术的发展对红外窗口的雷达隐身性能也提出了很高的要求.综述了国内外中红外玻璃研究发展现状,着重介绍了中国科学院上海光学精密机械研究所在红外玻璃及其高性能化研...     

用于1.5um光波导放大器的高浓度Er^3＋掺杂玻璃

制备了用于1.5um光波导放大器的高浓度Er^3 的氟铝酸盐、氟锆酸盐及磷酸盐玻璃。在0.80um和0.98um连续激光二极管激发下分析比较了这三种玻璃1.5um发射的光谱特性、浓度猝灭及其机制。研究表明：由于在098um激发下,激发态吸收较0.80um激发下小得多,因而其1.5um荧光发射量子效率也比0.80um激发下高得多;氟铝酸盐玻璃具有最大的荧光强度和最小的浓度猝灭效应,是理想的1.5um光波导入大器基质玻璃材料。     

Er3+/Yb3+共掺碲钨酸盐玻璃的光谱性质和热稳定性的研究

制备了Er3+ 和Yb3+ 共掺的碲钨酸盐玻璃样品 6 5TeO2 2 5WO3 10RmOn(RmOn =PbO ,BaO) ,(6 5 +x)TeO2 (2 5 x)WO3 10La2 O3(x=0 ,5 ,10 ) ,(6 0 +x)TeO2 (30 x)WO3 10Bi2 O3(x =0 ,5 ,10 ) .测试了玻璃样品的吸收光谱、荧光光谱、能级寿命及热稳定性能 .结果表明除含Bi2 O3的碲钨酸盐玻璃外 ,其余玻璃样品均没出现析晶开始温度 (Tx) ,说明碲钨酸盐是一种适合于光纤拉制的玻璃基质材料 .应用Judd Ofelt理论计算了强度参数Ωt(t =2 ,4 ,6 ) ,研究表明Ω2 在碲钨酸盐玻璃中主要受到Er O键的共价性的影响 ,而Er3+ 离子周围配位场的非对称性影响可以忽略 .测得了Er3+ 在 1 5 μm发射谱的荧光半高宽 (FWHM =71— 77nm )和Er3+ 的4 I1 3 2 能级寿命 (τm =3— 3 .4ms) .应用McCumber理论计算了Er3+ 在 1. 5 μm处的受激发射截面 (σpeak=0 . 6 8— 1. 0 3× 10 - 2 0 cm2 ) .比较了Er3+ 在不同玻璃基质里的 1. 5 μm荧光带宽和发射截面 ,研究结果表明碲钨酸盐玻璃是一种制备宽带光纤放大器的理想基质材料 .     

TeO_2-ZnO-ZnF_2三元碲酸盐玻璃的Raman光谱和X射线光电子能谱研究

采用高温熔融法制备了组分为TeO2-ZnO-ZnF2碲酸盐玻璃,利用Raman光谱和X射线光电子能谱研究了TeO2-ZnO-ZnF2三元碲酸盐玻璃的结构.结果表明,体系中存在[TeO4]双三角锥中Te-O-Te键或者O-Te-O键的振动、带有桥氧键的[TeO4]双三角锥振动、[TeO3]三角锥体中Te与非桥氧连接的Te-O键的对称伸缩振动,且随着氧化锌的加入,体系中[TeO4]双三角锥体向[TeO3]三角棱锥转化.     

氟磷酸盐光学玻璃(综述)

本文对具有优越的消二级光谱性能的氟磷酸盐光学玻璃的国内外发展概况作了综述。扼要地阐述了氟磷酸盐玻璃消二级光谱的重要特性,氟磷酸盐玻璃的结构及特殊色散机理,介绍并评价了氟磷酸盐玻璃的若干典型配方、新工艺,提出了展望意见。     

高能、超短脉冲、可调谐激光器用掺镱氟磷酸盐玻璃研究进展(英文)

Yb3+与其它稀土离子相比有最简单的能级结构,这使它具有一些独特的性质,如避免激发态吸收,消除上转换和浓度猝灭等,因此它是高能输出激光器介质的理想掺杂离子。氟磷玻璃综合了氟化物玻璃和磷酸盐玻璃的优点,可降低磷酸盐的声子能量,改善其易吸湿性;提高氟化物玻璃的物理化学性能等,这使它成为稀土掺杂可调谐光纤激光器的很好的掺杂介质。众多研究表明,Yb3+掺杂氟磷玻璃是一种很有前途的激光工作物质。本文总结了Yb3+掺杂氟磷玻璃的特点,性质,结构及存在的问题。     

以AlF_3-YF_3为基础的氟化物玻璃的振动光谱及结构研究

本文报道了氟化物玻璃系统室温下的红外和喇曼光谱,并根据振动光谱结果讨论了玻璃中AIF_3YF_3的结构状态.     

高能、超短脉冲、可调谐激光器用掺镱氟磷酸盐玻璃研究进展

Yb^3 与其它稀土离子相比有最简单的能级结构，这使它具有一些独特的性质，如避免激发态吸收，消除上转换和浓度猝灭等，因此它是高能输出激光器介质的理想掺杂离子。氟磷玻璃综合了氟化物玻璃和磷酸盐玻璃的优点，可降低磷酸盐的声子能量，改善其易吸湿性；提高氟化物玻璃的物理化学性能等，这使它成为稀土掺杂可调谐光纤激光器的很好的掺杂介质。众多研究表明，Yb^3 掺杂氟磷玻璃是一种很有前途的激光工作物质。本文总结了Yb^3 掺杂氟磷玻璃的特点，性质，结构及存在的问题。     

Ho~(3+)/Yb~(3+)共掺杂玻璃陶瓷50SiO_2-50PbF_2的上转换及中红外发光特性

玻璃陶瓷又称为纳米微晶玻璃,是玻璃基质中包含约10nm的纳米微晶。在稀土掺杂的玻璃陶瓷中,稀土主要掺杂在氟化物纳米晶中。这种材料在发光应用中具有氟化物和氧化物的优点,是上转换发光和中红外发光效率高的基质材料。研究Ho3+/Yb3+共掺杂的玻璃陶瓷(50SiO2-50PbF2-1.0YbF3-0.5HoF3)的上转换和中红外发光性质。玻璃陶瓷吸收光谱的半高宽比玻璃前驱物更窄,而且长波吸收峰的Stark劈裂更加明显,表明稀土离子掺杂在晶体中。通过吸收光谱计算了J-O参数,Ω2值(0.17×10-20 cm2)比氟化物玻璃ZBLA(2.28×10-20 cm2)的低很多。在980nm激光激发下,Ho3+/Yb3+共掺杂的玻璃陶瓷有很强的绿光上转换荧光和蓝光、红光上转换荧光。与玻璃相比,绿光和蓝光光强增强明显,而红光基本不变。玻璃陶瓷中的Ho离子掺杂在声子能量低的PbF2晶体中,低的声子能量使发光能级的无辐射弛豫率降低,从而增加了绿光和蓝光的上转换效率。低的无辐射弛豫率同时也降低了红光上转换中间能级(5 I7)的粒子数布居,因此红光上转换没有增强。在980nm激光激发下Ho3+/Yb3+共掺杂的玻璃陶瓷有很强的2.9μm中红外荧光,而在玻璃前驱物中观察不到中红外荧光。