掺Nd3+玻璃微球发射光谱研究

采用粉末喷烧法制备了掺Nd^3 高折射率TiBa玻璃微球,主要成分为TiO2,BaO和SiO2,微球直径在30μm左右。在带有显微镜的光谱仪上,用514nm激光照射微球的边缘,测量了它们的发射光谱,观察到了微球腔效应导致的光谱结构共振。在较低泵浦阈值(2mW)下,获得了Nd^3 的激射发光。利用光学微腔理论讨论了玻璃微球荧光光谱中的形貌共振,实验结果与计算结果相符。     

掺铒磷酸盐玻璃微球吸收光谱上的形貌共振

利用高温熔融冷却法制备了直径为82．4μm的掺铒磷酸盐玻璃微球，并利用熔融拉丝法制备了锥腰直径为2．3μm的熔锥光纤与其进行耦合，发现了掺铒玻璃微球吸收光谱中出现的等间距分布的滤波谱线。利用光学微球腔理论讨论了玻璃微球吸收光谱中的形貌共振现象，计算出该耦合系统的品质因数为1．31×10^4。利用Mie散射理论计算了谱线的吸收峰位置和峰间间距，计算结果与实验结果相符合。最后比较了两种峰间间距算法的优劣。     

633nm激发下掺Er3+TiBa玻璃微球上转换发光的形貌共振

制备了掺Er^3 高折射率TiBa玻璃及其玻璃微球，玻璃基材主要成分为：TiO2、BaCO3和SiO2，稀土掺杂量为3wt%的Er2O3.用633nm激光激发测量了它们的上转换绿光发射。证实绿光的发射均起源于Er^3 离子的双光子吸收过程。利用光学微腔理论讨论了玻璃微球荧光光谱中的形貌共振，并用Mie理论公式对共振峰间隔进行了计算，实验结果与计算结果相符。     

荧光俘获效应对掺饵氧化物玻璃光谱性质的影响

测试了不同掺杂浓度和样品厚度下掺铒磷酸盐和碲酸盐玻璃的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿 命，计算了Er³⁺离子在1.53 μm处的吸收截面(σ_a)、发射截面(σ _e)、自发辐射跃迁概率(A_rad)、辐射跃迁寿命(τ_rad) 、以及辐射跃迁量子效率(η)等光谱参数.讨论了荧光俘获效应对掺铒磷酸盐和碲酸盐玻璃 光谱性质及光谱参数的影响.结果表明即使在铒离子低掺杂浓度(0.1 mol% Er₂O ₃)下，荧光俘获效应也普遍存在于掺铒玻璃材料中，使得荧光寿命(τ_{f)和荧光半高宽(FWHM)随样品的厚度和铒离子掺杂浓度增加而增大，导致碲酸盐和磷酸 盐玻璃中τf分别增加11%—37％和6%—17%，FWHM分别增加15%—64%和11%—55% ，使得掺铒玻璃材料的放大品性参数(σe×FWHM) 也相应被估高.由于铒离子在 碲酸盐玻璃中在1.53 μm处吸收和发射截面重叠面积较大，加之铒离子在前者基质中的发射 截面高于后者，使得掺铒碲酸盐玻璃中的荧光俘获效应高于磷酸盐玻璃. 关键词： 荧光俘获 铒离子 碲酸盐玻璃 磷酸盐玻璃}     

荧光俘获效应对掺铒氧化物玻璃光谱性质的影响

测试了不同掺杂浓度和样品厚度下掺铒磷酸盐和碲酸盐玻璃的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命,计算了Er3+离子在1.53 μm处的吸收截面(σa)、发射截面(σe)、自发辐射跃迁概率(Arad)、辐射跃迁寿命(τrad)、以及辐射跃迁量子效率(η)等光谱参数.讨论了荧光俘获效应对掺铒磷酸盐和碲酸盐玻璃光谱性质及光谱参数的影响.结果表明即使在铒离子低掺杂浓度(0.1 mol% Er2O3)下,荧光俘获效应也普遍存在于掺铒玻璃材料中,使得荧光寿命(τf)和荧光半高宽(FWHM)随样品的厚度和铒离子掺杂浓度增加而增大,导致碲酸盐和磷酸盐玻璃中τf分别增加11%-37%和6%-17%,FWHM分别增加15%-64%和11%-55%,使得掺铒玻璃材料的放大品性参数(σe×FWHM) 也相应被估高.由于铒离子在碲酸盐玻璃中在1.53 μm处吸收和发射截面重叠面积较大,加之铒离子在前者基质中的发射截面高于后者,使得掺铒碲酸盐玻璃中的荧光俘获效应高于磷酸盐玻璃.     

K9玻璃薄膜对离子交换磷酸盐玻璃波导表面保护的优化研究

采用镀K9玻璃薄膜方法来解决离子交换掺铒磷酸盐玻璃波导表面的侵蚀问题,对K9玻璃薄膜的厚度进行了优化研究。测量分析了样品的荧光光谱和荧光寿命,采用光学显微镜和棱镜耦合技术对不同K9玻璃薄膜厚度下制备波导的表面形貌和导光特性进行了表征和测试。结果表明,与掺铒磷酸盐玻璃原材料相比,镀K9玻璃薄膜后荧光光谱保持不变,荧光寿命稍有下降(约0.2 ms);K9玻璃薄膜的厚度在60~80 nm的范围内保护效果最佳。为下一步制备掺铒有源玻璃光波导器件奠定了良好的实验基础。     

磷酸盐玻璃微球的制备

采用粉末飘浮法制备了磷酸盐玻璃微球。通过使用差热分析仪,X射线衍射仪,扫描电镜和傅里叶变换红外光谱仪对所制备的磷酸盐玻璃微球的性能进行表征。研究结果表明:磷酸盐玻璃微球的玻璃转化温度和析晶温度为580℃和930℃,主晶相为Mg3(PO4)2,直径约为5μm。所制备的磷酸盐玻璃微球可以用于光学微腔的研究。     

介电微球对oxazine溶液荧光的调制

研究了染料恶嗪（oxazine 1)溶液中掺有高折射率玻璃微球时，微球表面附近染料荧光的荧光光谱特性，发现微球外表面附近染料分子的荧光光谱也会象球内情况一样形成结构共振，用Mie散射理论和微腔理论对此实验现象进行了分析，实验与理论计算结果符合得较好。     

掺Eu介质微球腔的荧光光谱研究

原子或离子置于微腔中时其自发辐射速率会由于腔量子电动力学效应而得到大幅提高，这就是Purcell增强效应．如将Eu离子掺入特定的微腔中，因为Eu^3＋的自发辐射荧光线宽比微腔WGM模式的线宽大，其荧光光谱将受到腔模的调制，从而反映出腔模的分布状况。实验上，我们制备了熔融玻璃微球腔，并且在微球的赤道附近沾上一定量的Eu^3＋离子。测量了用395nm半导体激光泵浦时的荧光谱。     

用锥光纤微球研究Er~(3+)/Yb~(3+)共掺氟氧玻璃陶瓷的发光特性

采用高温煅烧法制备了Er3+/Yb3+共掺的氟氧玻璃陶瓷新材料(41.2SiO2-29.4Al2O3-17.6Na2CO3-11.8LaF3-0.5ErF3-2.5YbF3),并制作了透明带柄微球.提出了用锥光纤微球耦合系统研究Er3+/Yb3+共掺的氟氧玻璃陶瓷材料发光特性的新方法.它具有所需激发光功率低、制备简便和便于测试的特点.用锥光纤作为耦合器将976 nm激光高效耦合入微球,并将产生的荧光和激光耦合出微球输到光谱分析仪,测量到了强的522,545和657 nm上转换荧光,也测到Er3+产生的1562 nm激光振荡光谱图.分析了Er3+/Yb3+共掺氟氧玻璃陶瓷微球中Er3+上转换发光的机理、发光效率高的机理,分析了在氟氧玻璃陶瓷微球中产生激光振荡阈值比在SiO2基质微球中高的机理.     

EDWA用基础玻璃的光谱特性研究

制备了掺Er3+和Er3+/Yb3+共掺的可用于EDWA(掺铒波导放大器)的Na2O-B2O3-SiO2玻璃.吸收光谱特性表明:不同掺杂Er2O3浓度基础玻璃峰位置基本相同,但玻璃在相同波长处的吸收率随着Er2O3浓度的增加而增大;光敏剂Yb2O3的加入明显增大了样品在978 nm处的吸收面积;荧光光谱特性表明:随着Er2O3浓度的增加玻璃在1536 nm处的荧光半高宽(FWHM)由80 nm减小到40 nm,从而确定本体系的Er2O3掺杂浓度为0.2 mol%左右较好.     

宽带光放大器用掺Er3+碲钨酸盐玻璃

制备了掺Er^3 的TeO2-WO3-ZnO-ZnF2(TWZOF)玻璃,测量了Er^3 在玻璃中的吸收光谱和970nm激光二极管激发下的荧光光谱和荧光寿命,分别采用J-O理论和McCumber理论计算了Er^3 离子的J-O强度参量Ωt(t=2,4,6)和其1．5μm发射的吸收截面和发射截面,研究了其荧光强度、荧光寿命和发射带宽与ZnF2含量的关系。结果表明,Er^3 在TWZOF玻璃中具有较大的1．5μm发射截面,其峰值发射截面为0．86pm^2;同时,Er^3 在TWZOF玻璃中具有很大的1．5μm发射带宽,所得半峰全宽在68～83nm之间;Er^3 在TWZOF玻璃中还具有较小的Ω2值和较大的Ω6值,且随ZnF2含量的增加,Ω2和Ω4均增大;Er^3 离子1．5μm发射峰值荧光强度和荧光寿命总体也随ZnF2含量的增加而增加。     

Yb^3+含量对掺Er^3+铝酸盐玻璃光谱性质的影响

采用高温熔融法制备百分比为(100-x)(23.6Al2O3-53CaO-7.7BaO-2.1Na2O-10.3Ga2O3-3.1B2O-0.2Er2O3)-xYb2O3(x=0,0.9,1.9,2.8,3.6,4.5)的铝酸盐玻璃。应用差示扫描量热法、吸收光谱、荧光光谱、红外光谱以及拉曼光谱等检测手段,系统研究了不同Yb^3+离子引入量对玻璃的物性、热稳定性、Er^3+离子光谱性质和结构的影响。结果表明,Yb2O3含量越高,玻璃的密度和折射率越大,抗析晶能力有所增强。随着Yb2O3的增加,玻璃在976 nm吸收系数增大,对应于Er^3+离子的2H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2以及4F9/2→4I15/2跃迁的527,549,666 nm的上转换发光、红光与绿光发光强度比以及对应于4I13/2→4I15/2的1.53μm近红外荧光强度明显增加。当Yb2O3浓度为3.6%时,铝酸盐玻璃样品在近红外1.53μm荧光最强,此时Yb^3+→Er^3+正向能量传递效率η1最大,约为82.9%。该系列铝酸盐玻璃中Er3+离子1.53μm最大发射截面为0.77×10^-20 cm^2,荧光半高宽最大值为39.4 nm,荧光寿命最大值为4.46 ms。     

Characteristics of Er and Er-Yb-Cr doped phosphate microsphere fibre lasers

In this paper both Er and Er-Yb-Cr doped phosphate microspheres have been successfully created through precise melting of the ends of fibre tapers, drawn, respectively, from Er and Er-Yb-Cr doped phosphate glasses. When coupled with a fibre taper, a microsphere fibre laser cavity can thus be configured creating a system pumped by a 980 nm laser diode and using an optical spectrum analyzer to monitor the spectral characteristics of the laser output. The performance and characteristics of the Er and Er-Yb-Cr microsphere lasers thus created are discussed in detail and cross-compared in this paper. Both lasers have shown low-threshold in terms of the pump power and the laser output wavelengths and a close investigation of the system has shown that the output power and laser stability are closely related to the size of the microsphere, the pump power and the microsphere material composition.     

Yb3+:Er3+共掺氟磷酸盐玻璃的发光和激光性能

稀土掺杂氟磷酸盐玻璃是可以满足波分复用系统及超短脉冲系统对带宽和平坦增益要求的激光材料之一。研究了其中一种增益带宽宽,发光谱线平坦的镱铒共掺氟磷酸盐玻璃,其计算半峰全宽为51nm。对反映宽带性能的有效增益截面的研究表明,该镱铒共掺氟磷酸盐玻璃在1530～1580nm之间有一平坦的有效增益截面谱线,证明其宽带特性明显优于掺铒磷酸盐玻璃。对Yb^3 离子敏化效率的研究显示,在镱铒比为10：1时,Er^3 离子的吸收截面和发射截面达最大值,分别为0．6601pm^2和0．7325pm^2,表明此比值下Yb^3 对Er^3 的能量传递效率最高。实验结果显示Yb：Er氟磷酸盐玻璃可用作带宽宽,增益平坦,可实现高能输出的激光器和光纤放大器的基质玻璃材料。     

Er3+-Yb3+共掺磷酸盐玻璃(LGS-L)波导放大器设计

就作者自行研制的Er3 + Yb3 + 共掺磷酸盐玻璃 (LGS L) ,用重叠积分方法进行放大器设计。在Er3 + 、Yb3 + 掺杂浓度分别为 1.5 1× 10 2 6ions/m3 、19.1× 10 2 6ions/m3 的情况下可获得 2 .6dB/cm的增益 ;Er3 + 掺杂浓度为2× 10 2 6ions/m3 时 ,在 4cm的器件上可获得超过 15dB的增益。此外 ,讨论了信号光和抽运光光场强度的横向分布与Er3 + 、Yb3 + 横向掺杂浓度分布之间的重叠对放大器增益的影响 ,放大器的最佳长度 ,以及在 980nm抽运下 ,Yb3 + 、Er3 + 掺杂浓度比对放大器增益的影响。     

Dy3+单掺和Er3+,Yb3+共掺氧氟微晶玻璃的发光性能

采用高温熔融法和热处理工艺制作了含有GdF3纳米晶的氧氟微晶玻璃。在386 nm激发下,Dy3+掺杂氧氟微晶玻璃的发光强度明显增强,且蓝光对黄光的发光强度比逐渐增大,表明Dy3+已进入到GdF3纳米晶中。在980 nm激光器泵浦下,Er3+,Yb3+共掺氧氟微晶玻璃的上转换发光随着热处理温度的升高明显增强,Er3+的上转换发光出现明显的Stark分裂现象,这亦说明Er3+已进入到GdF3纳米晶相中。通过研究上转换发光强度与泵浦功率的关系,确定绿光上转换发光为双光子过程。     

(ZnO)_(1-x-y)(P_2O_5)_x(B_2O_3)_y玻璃的环境稳定性和红外光致发光(英文)

Er3+掺杂的(ZnO)1-x-y(P2O5)x(B2O3)y玻璃具有优良的光学性质。沸水煮沸实验结果表明,该类玻璃具有较高的环境稳定性。与(Er2O3)z(ZnO)1-x-z(P2O5)x-z类玻璃相比,Er3+掺杂的该类玻璃在1.5μm峰值位置的光谱半峰全宽超过110 nm,而且具有较高的猝灭浓度。     

Upconversion Fluorescence of Er_2O_3 Doped BaF_2-TeO_2 and PbF_1-TeO_2 Oxyhalide Tellurite Glasses

ＵｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｏｆＥｒ_２Ｏ_３ＤｏｐｅｄＢａＦ_２－ＴｅＯ_２ａｎｄＰｂＦ_１－ＴｅＯ_２ＯｘｙｈａｌｉｄｅＴｅｌｌｕｒｉｔｅＧｌａｓｓｅｓ￥ＨＵＬｉｎ；ＪＩＡＮＧＺｈｏｎｇｈｏｎｇ；ＨＵＷｅｎｔａｏ；ＳＯＮＧＸｉｕｙｕ...     

Tm3+在亚碲酸盐玻璃中升频发光的研究及其光谱性质的J-O计算

报道了一种新组份亚碲酸盐玻璃作为掺稀土基质在提高升频发光效率方面的优良特性.在970mmLD泵浦下这种Tm³⁺掺杂的亚碲酸玻璃明显的蓝色及红色升频发光,通过测量其吸收光谱,用J-O理论计算了这种玻璃基质中Tm³⁺离子各发光能级的自发辐射几率、跃迁振子强度、分支比及寿命等光谱参量.并计算了481mm和650mm两种发光的发射截面.