掺镱硅酸盐激光玻璃的制备与光谱特性分析

采用高温熔融工艺制备了两块组分差别不大的掺镱(Yb3+)硅酸盐激光玻璃.测试出两块玻璃样品的吸收光谱和荧光光谱;计算了Yb3+掺杂玻璃的积分吸收截面、受激发射截面、荧光线宽、能级寿命、最小粒子数、饱和泵浦强度、最小泵浦强度等参数,比较发现样品的吸收截面图与倒易法计算所得的受激发射截面图线型相似,而与F-L法计算所得的受激发射截面图筹别较大,这与理论分析相吻合.两块玻璃样品的吸收光谱的线型基本一致,吸收主峰位于975 nm,次峰位于908 nm,这就说明影响激光玻璃吸收光谱线型的主要因素足玻璃基质的组成.两块玻璃样晶的荧光光谱差别比较大,样品1主峰位于993 nm,次峰位于1 029 nm;样品2主峰位于1 035 nm,次峰位于994nm,差别原因主要在于Yb3+离子的掺杂浓度不同.     

Yb3+掺杂硅酸盐玻璃的制备及光谱性质

采用高温熔融工艺制备了Yb3 掺杂硅酸盐玻璃.玻璃的非线性折射率n2小(1.62),转变温度和软化温度低(分别为540℃和585℃).测试了玻璃的吸收光谱和发射光谱,计算了Yb3 的积分吸收截面和受激发射截面及荧光寿命.吸收光谱曲线表明:吸收区域为850～1 100 nm,主峰位于975 nm,次峰位于908和944 nm;荧光光谱曲线表明:中心峰值为1 010 nm,荧光线宽为65.5 nm.积分吸收截面和受激发射截面及荧光寿命分别为3.44×104 pm3,0.710 pm2,1.05 ms.玻璃的常规性能测试和光谱特性研究表明,所制备的玻璃材料能够满足激光玻璃的使用要求.     

掺镱硅酸盐玻璃的光谱性质

采用高温熔融工艺制备了掺Yb^3＋硅酸盐玻璃。测试了玻璃的吸收光谱和荧光光谱,计算并分析了Yb^3＋离子在975nm附近的吸收截面和积分吸收截面随掺杂浓度的变化趋势。玻璃光谱曲线表明：吸收主峰位于975nm,在900—960nm范围内有一个弥散的吸收峰,中心波长为930nm;荧光主峰位于975nm,荧光次峰位于1010nm。综合其性能表明实验中硅酸盐玻璃的最佳Yb^3＋掺杂浓度为4mol%。     

Yb3+掺杂KY(WO4)2激光晶体生长、结构与光谱分析

采用顶部籽晶提拉法(TSSG)生长出Yb:KY(WO4)2(Yb:KYW)激光晶体.对预烧后的原料及晶体进行了XRD分析,结果表明,分别在920℃和600℃预烧8h后的熔质和助熔剂基本上形成一相,抑止了实验中的挥发问题;所生长的晶体为β-Yb:KYW,计算其晶格常数为a=1.063nm,b=1.034nm,c=0.755nm,β=130.75°.测得不同厚度样品的吸收光谱,结果表明样品在933nm和981nm有较强的吸收峰,计算出主峰981nm的吸收截面σabs=5.34×10-20cm2.测得样品的荧光光谱,计算出主峰1030nm受激发射截面σem=3.1×10-20cm2,并估算其荧光寿命为0.56ms,与实测值0.60ms吻合.计算出激发态最小粒子数(β)、饱和抽运强度(Isat)和最小抽运强度(Imin),通过与其他掺Yb3+晶体比较,结果表明Yb:KYW晶体的Imin(0.24kW/cm2)很小.     

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.     

掺Yb3+氧化镧钇透明激光陶瓷的光谱特性

采用传统陶瓷烧结工艺,在无压还原气氛下低温制备出透明性良好的掺Yb3+氧化镧钇透明激光陶瓷,测试了其在室温下的吸收光谱、发射光谱和荧光寿命.结果表明,掺Yb3+氧化镧钇透明激光陶瓷的吸收系数随着Yb3+掺杂浓度的增加而增大,最强吸收峰974nm处的吸收截面为0.90～1.12×10－20 cm2;主发射峰1 032 nm和1 075 nm处的发射截面分别为1.05×10－20 cm2和0.87×10－20 cm2; Yb3+掺杂浓度为5at.%时荧光寿命为1.38 ms,并随Yb3+掺杂浓度的增加而减小;当Yb3+掺杂浓度超过10at.%时,样品中存在严重的浓度猝灭.产生浓度猝灭的原因是高掺杂时离子间存在合作上转换和能量转移.     

铋酸盐铒玻璃在1.54 μm处的荧光特性研究

用高温熔融法制备了Er3+单掺和Er3+ /Yb3+共掺铋酸盐玻璃,测量了上述玻璃样品的吸收光谱、荧光光谱、荧光半高宽和荧光寿命.对高浓度掺杂Er3+时的浓度猝灭现象给出了解释.分析了Er3+ /Yb3+双掺样品中Yb3+对Er3+的敏化过程.在对Er3+ /Yb3+共掺时的研究结果发现, Er3+浓度的变化对荧光半高宽和荧光寿命有显著影响,而Yb3+浓度的变化则对吸收光谱和荧光光谱的强度影响显著.实验获得了Er3+ /Yb3+共掺铋酸盐玻璃在1. 54μm处荧光半高宽达76nm,荧光寿命为0. 55ms.     

掺镱TeO2-Al2O3-Cs2O玻璃的光谱性质

采用熔融法制备了一种组分为80TeO2-10Al2O3-10Cs2O-xYb2O3(x=0～1.6)(mol%)的掺镱碲酸盐玻璃材料,测试了该玻璃材料的密度、热膨胀系数和折射率随波长的变化关系,分析了其吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命随Yb3+浓度的变化性质.利用McCumber理论计算了该玻璃系统中Yb3+离子从2F5/2到2F7/2能级跃迁的受激发射截面.实验表明:当Yb2O3掺杂量为1mol%时,Yb3+在1 004nm波长处的发射截面为1.06×10-20 cm2,荧光有效线宽为89.6nm,荧光寿命达到最大值为0.80ms.激光性能评价结果表明,该掺镱碲酸盐玻璃是实现超短脉冲激光的候选材料之一.     

光学材料 光学玻璃

TQ171.7182006054600Yb3 掺杂硅酸盐玻璃的制备及光谱性质=Preparation andspectroscopic characteristics of ytterbiumsilicate glass[刊,中]/李玮楠(中科院西安光机所瞬态光学技术国家重点实验室.陕西,西安(710068)),邹快盛…//光谱学与光谱分析.—2006,26(6).—983-986采用高温熔融工艺制备了Yb3 掺杂硅酸盐玻璃。玻璃的非线性折射率n2小(1.62),转变温度和软化温度低(分别为540℃和585℃)。测试了玻璃的吸收光谱和发射光谱,计算了Yb3 的积分吸收截面和受激发射截面及荧光寿命。吸收光谱曲线表明∶吸收区域为850~1100nm,主峰位于975nm…     

掺镱钼酸锶激光晶体的光谱研究

通过晶体的吸收光谱和荧光光谱研究了Yb3+:SrMoO4激光晶体的光谱性能.由吸收光谱得到晶体在976 nm有最强吸收,该处的吸收截面为1.71×10-20cm2,吸收半峰宽为71 nm.由荧光光谱得到晶体的发射峰在1 021 nm,发射谱带半峰宽为44 nm.由倒易法计算了晶体的发射截面,计算得出晶体在1 021 nm处的发射截面为1.24×10-20cm2.通过拟合荧光寿命衰减曲线得到Yb3+:SrMoO4晶体的荧光寿命为878μs.由光谱数据计算了Yb3+:SrMoO4晶体的激光参数,计算得到饱和泵浦功率密度为4.35 kW/cm2,在激光输出波长处净透过所需要激发粒子的最小分数为10.08%,最小泵浦功率密度为O.44 kW/cm2.Yb3+:SrMoO4晶体具有较大的吸收和发射半峰宽,较长的荧光寿命和较低的激光阈值,可成为一种潜在的LD泵浦激光材料,可能应用于飞秒激光及可调谐激光领域.     

Yb:FAP晶体的光谱特性

研究了Yb:FAP晶体的光谱特性.用980nm的InGaAs激光二极管激发测量了Yb:FAP晶体的偏振发射光谱和荧光寿命,结合晶体的偏振吸收光谱,采用对易法计算了晶体的吸收截面和发射截面.讨论了Yb³⁺掺杂浓度对Yb:FAP的光谱参数的影响.在较低掺杂浓度下,Yb:FAP晶体π偏振方向在903nm处的吸收截面为10×10^-20cm²,在1.043μm处的发射截面为5.8×10^-20cm²,激光上能级的荧光寿命为1.1ms.比较了Yb:FAP晶体和Yb:YAG晶体的光谱性能参数.     

二氧化钒纳米点阵红外光学特性研究

针对二氧化钒纳米点阵从半导体到金属的可逆相变,考虑到点阵中各个点之间散射光的交互作用,基于VO2在不同温度和波长下的折射率和消光系数,以及小颗粒的吸收和散射特性,建立了VO2纳米颗粒的数学模型,研究了VO2纳米颗粒的相变光学特性.结果表明,随着波长变化,吸收截面相对散射截面占主导,金属相在980 nm附近出现吸收峰值|随着温度变化,可见光区域的消光系数变化较小,而红外区域较大,其中在近红外区域的消光系数变化最大.在纳米点阵中,消光截面随着颗粒间距变化,当颗粒间距增大时,消光峰值出现红移,且峰值大小也会随之增大|当间距超过一定数值后,峰值反而会逐渐减小.采用多孔氧化铝掩模的方法,通过磁控反应溅射制备VO2纳米点阵,测试结果表明其透过率比薄膜的透过率高.     

双光子吸收材料二苯乙烯衍生物的合成及光谱性质

设计、合成并用红外光谱、1H NMR、元素分析表征了三种用于双光子吸收材料的二苯乙烯衍生物,4,4′-双(二苯氨基-反式-苯乙烯基)联苯(BPSBP),4,4′-双(二乙氨基-反式-苯乙烯基)联苯(BESBP)和4,4′-双(9-咔唑基-反式-苯乙烯基)联苯(BCSBP)。实验结果表明三者最强的单光子吸收出现在350～400 nm之间,且单光子吸收和荧光光谱中表现出明显的溶剂化显色效应,揭示了分子内对称电荷转移的本质,双光子荧光光谱则揭示了单光子和双光子吸收具有相同的发射机理。利用双光子上转换荧光法测试发现,三种双光子吸收材料在800 nm飞秒激光的激发下具有较大的吸收截面,分别为892,617和483 GM,这表明在双光子领域有潜在的应用价值。     

一种新型有机染料HEASPS在不同波长时的双光子吸收和频率上转换性质研究

报道了一种新型双光子吸收染料 ,即反式 - 4- [4′- (N-羟乙基 - N-乙基胺基 )苯乙烯基 ]- N-甲基吡啶对甲苯磺酸盐的非线性光学性质 ;测试了染料在 72 0～ 110 0 nm波段的非线性透过率曲线。结果发现 :双光子吸收最强波长相对线性吸收峰波长的两倍处有明显蓝移 ;计算出的相应波长的双光子吸收截面在 930 nm处染料有最大双光子吸收截面(2 .0 6× 10 - 4 7cm4·s/ photon) ;测量了染料在 90 0～ 110 0 nm波段的上转换效率 ,在 10 2 0 nm处有最高效率 (5 .1% ) ,最高激射效率的波长相对最强双光子吸收的波长有明显红移     

Tm3+掺杂SiO2-Al2O3-PbF2-AlF3玻璃的光谱特性

用高温熔融法制备了不同Tm3 摩尔分数掺杂的摩尔分数比为0.3(SiO2)…0.1(Al2O3)…0.1(AlF3)…0.5(PbF2)…x(Tm2O3)(摩尔分数x=0.5%,1.0%,2.0%,3.0%)玻璃。从吸收光谱特性出发,应用Judd-Ofelt理论,计算得到了Tm3 的J-O强度参量(Ω2,Ω4,Ω6)及Tm3 各激发能级的自发辐射跃迁概率、荧光分支比以及辐射寿命等光谱参量。在808nm波长的激光二极管激发下,研究了不同Tm3 掺杂摩尔分数下玻璃在约1.47μm与约1.8μm处的荧光特性,在掺杂摩尔分数约达到2.0%时,在1.8μm处的荧光强度达最大,然后随着掺杂摩尔分数的增大,其荧光强度反而降低。作者从Tm3 的交叉弛豫与摩尔分数猝灭效应解释了这一荧光强度变化的规律,同时,根据McCumber理论计算了Tm3 跃迁3H6→3F4的吸收截面和跃迁3F4→3H6的受激发射截面。     

不同波长激发光对血清荧光光谱影响的实验研究

采用日本岛津荧光光度计RF5301,研究了血清的荧光光谱与激发光波长的关系。实验结果表明：在不同波长的紫外光激励下,血清产生的荧光光谱线型及峰值波长基本相同,与激励光波长无关,但荧光峰强度随激励光波长变化而变化。血清的荧光光谱有两个较强的荧光发射区,其中第一个发射区处于300～410 nm,第二个发射区处于410～530 nm。当激发光波长小于310 nm,荧光主要集中在第一发射区,荧光峰位于330和370 nm处,并产生竞争现象。当激发光波长大于250 nm时,只出现330 nm处的荧光峰,其最佳激励光波长为300 nm;当激发光波长大于320 nm,第一发射区的荧光变弱,在第二发射区的荧光变强,荧光峰位于452 nm。此研究为血液的光谱特性研究提供了实验依据,对光诱导荧光光谱诊断技术中激发光波长的选择具有一定的参考价值。     

双光子吸收光谱

本文报道以皮秒脉冲激光抽运的光参量放大器为宽带可调谐激发光源，直接测量非线性光学材料的双光子吸收谱的方法。光参量放大器不但可调谐谱带很宽，而且可用一对尼科尔棱镜很容易地实现全波段功率足够强和相等，使此方法的测量结果准确可靠。用此方法研究了一个新有机化合物的双光子吸收谱。实验结果表明所测的新有机化合物在很宽的波长范围内呈现出很大的双光子吸收截面。