Er—Yb共掺双包层光纤的研制

报道了溶液掺杂法制备Er—Yb共掺双包层光纤的技术．采用改进的化学汽相沉积研制工艺,制作了SiO2-P2O5-F的光纤阻挡层和SiO2-GeO2-P2O5的疏松芯层,利用疏松芯层在YbCl3、ErCl3溶液中的浸泡吸收作用,成功研制出Er、Yb离子浓度比分别为1：13和1：8两个光纤样品。其中样品2在976nm泵浦波长处的有效吸收系数最大达到2dB／m,分析和讨论了光纤的损耗谱和荧光特性．     

Yb/P/Al共掺双包层光纤的制备与激光性能

采用改进化学汽相沉积结合溶液掺杂法制备了Yb/P/Al共掺的石英光纤预制棒,通过光纤芯层的组份和制备工艺的优化,实现了Yb3+的高浓度掺杂和均匀掺杂.预制棒芯层Yb2O3掺杂浓度达到～4wt.％,Yb3+在1 080 nm处荧光寿命为1 780μs.成功拉制出内包层截面形状为八边形的双包层光纤,纤芯直径为7.5 μm,包层吸收系数达到～5 dB/m@976 nm.利用拉制的掺镱双包层光纤开展了全光纤结构的掺镱光纤激光器性能测试实验,实现了5.15W的激光输出,斜率效率达到76％.     

大模场面积掺镱双包层光纤研究

采用改进的化学汽相沉积工艺,沉积了光纤阻挡层和疏松层.结合溶液掺杂技术,研究了疏松层沉积温度、镱铝共掺工艺条件对掺镱浓度的影响,研究了大模场面积纤芯的制备工艺,实现了高浓度大模场面积掺镱双包层光纤的研制.测量并分析了光纤的光学性能参数及其激光特性,光纤芯径达到30 μm,纤芯摻镱浓度提高到4 000 ppm以上,芯数值孔径降至0.07,光纤的模场面积从113 μm2 提高到1 256 μm2,光纤的非线性效应阈值功率由12 W提高到大于128 W.     

W型色散光纤带通滤波特性的研究

结合色散光纤在线滤波和W型光纤的长波长截止性能,研究了W型色散光纤的带通滤波特性.选取SiO2作为纤芯,一定掺杂浓度的SiO2-F和SiO2-B2O3分别作为内外包层,经过设计,实现了带通滤波功能.通过有限元法仿真及数值计算,得出了基模的能量损耗谱及通带内外各个波长处的横截面能量分布图,其截止波长和带宽可以通过控制掺杂...     

酸溶法光纤传像束材料匹配性设计

为使光纤传像束具有良好的传光、传像性能,需要对原始材料的匹配性进行优化设计.本文引入PbO等阳离子半径大的材料作纤芯,用低折射率SiO2和B2O3材料作包层,选择BaO等酸溶速率高的材料作为酸溶层,研究了纤芯、包层和酸溶层玻璃材料之间物化性能和光学性能的匹配性.通过差热分析和光谱透过率等多种实验手段,对这三种玻璃材料的光学和热学性能进行了测试和分析,优化设计出了酸溶法光纤传像束所需要的原料配方.结果表明:在纤芯、包层和酸溶玻璃材料中分别引入质量分数为45%PbO、60% SiO2和40%（B2O3 +BaO）以上时,酸溶法光纤传像束材料的匹配性最佳,该研究和设计对高质量光纤传像束的制备和应用具有重要意义.     

大模场Er3+/Yb3+共掺锥形微结构光纤1.5μm激光特性

采用全矢量有限元法设计了一种大模场双包层微结构光纤及锥形波导结构.采用复丝拉制方法制备了成分为45Bi2 O3-29GeO2-15Ga2 O3-10Na2 O-1CeO2的大模场双包层微结构光纤,纤芯直径为70μm,内包层的占空比为0.25,模场面积约为3014.8μm2.采用熔融拉锥技术制备了纤芯直径为17.5μm、...     

SiO/SiO_2超晶格结构界面发光的研究

利用热蒸发技术在硅衬底上制备了层厚不同的SiO/SiO2超晶格样品.对其光致发光谱进行研究发现,随着SiO/SiO2超晶格中SiO层厚度的增加,发光峰在400～600 nm之间移动.研究表明,样品的发光中心来自于SiO/SiO2界面处的缺陷发光(界面态发光).即在样品沉积的过程中,在SiO/SiO2的界面处由于晶格的不连续性,会形成大量的Si-O悬挂键,这些悬挂键本身相互结合可以形成一定数量的缺陷,同时由于O原子容易脱离Si原子的束缚而产生扩散,因此,这些悬挂键可以与扩散的O原子结合,随着SiO层厚度的增加,在SiO/SiO2的界面处先后出现WOB(O3<≡Si-O-O·),NOV(O3≡Si-Si≡O3),E'中心(O≡Si·),NBOHC(O3≡Si-O·)等缺陷,这些缺陷在SiO层厚度增大的过程中对发光先后起到主导作用,从而使得发光峰产生红移.     

酸溶法光纤传像束材料匹配性设计

为使光纤传像束具有良好的传光、传像性能,需要对原始材料的匹配性进行优化设计.本文引入PbO等阳离子半径大的材料作纤芯,用低折射率SiO2和B2O3材料作包层,选择BaO等酸溶速率高的材料作为酸溶层,研究了纤芯、包层和酸溶层玻璃材料之间物化性能和光学性能的匹配性.通过差热分析和光谱透过率等多种实验手段,对这三种玻璃材料的...     

应用于低折射率样品检测的SERS活性液芯光纤

用纳米组装方法在空心光纤内壁修饰SERS活性基底构成内壁具有表面增强拉曼光谱活性层的液芯光纤。激发光由光纤壁横截面入射,并在光纤壁中传播。由于光纤壁的折射率大于检测样品溶液的折射率,使得激发光在光纤壁中发生全反射,并在消逝场下穿透修饰层,激发样品拉曼散射。本方法融合了表面增强拉曼光谱技术与液芯光纤技术的优势,可成为应用于低折射样品溶液体系检测的又一手段。     

Zn_2SiO_4∶Mn,Cd磷光体的长余辉特性

高温固相法合成Zn2SiO4∶1. 2%Mn, 5%Cd长余辉磷光体,对样品进行了X射线衍射分析、光谱分析以及余辉衰减特性测量。分析结果表明,在 1 050℃下烧结 3h的硅酸锌产物为单相。Zn2SiO4∶1. 2%Mn,5%Cd长余辉磷光体在 243nm或 260nm激发下,发射光谱最大峰值位于 521nm处,其色坐标x=0. 230 1,y=0. 691 5。在 254nm紫外光激发 5min后样品的余辉发光在暗室里可持续观察的时间约为 1h,与Zn2SiO4∶1. 2%Mn磷光体比较,显示了更好的余辉特性。     

在硅片上沉积厚二氧化硅的火焰水解法研究

用火焰水解和高温烧结的方法在单晶硅基片上制备了厚SiO2和B2O2-P2O2-SiO2光波导包层材料。并用扫描电镜(SEM)和X射线粉末衍射(XRD)方法对其微观形貌和物相结构进行了观察和检测。重点对硅基片上沉积厚SiO2时的龟裂和析晶问题进行了深入研究。从扫描电镜照片可以看出．火焰水解法形成的SiO2粉末呈多孔的蜂窝状结构。这种粉末具有很高的比表面积,因而很容易烧结成玻璃。X射线衍射图谱表明．这种粉末是完全非晶态的。经过烧结以后,从扫描电镜照片可以明显看出硅基片上的SiO2薄膜出现龟裂。同时,X射线衍射测试结果表明有少量SiO2析晶。而通过在SiO2中掺入B2O3、P2O5,上述龟裂和析晶完全消失。用这种工艺制备的SiO2波导包层材料厚度达到20μm以上,表面光滑、没有龟裂,而且是完全玻璃态的,可以用于制备性能优良的各种硅基二氧化硅波导器件。     

Ultra-broad near-infrared emission of Bi-doped SiO2 Al2O3 GeO2 optical fibers

Bi-doped SiO 2 –Al 2 O 3 –GeO 2 fiber preforms are prepared by modified chemical vapor deposition (MCVD) and solution doping process. The characteristic spectra of the preforms and fibers are experimentally investigated, and a distinct difference in emission between the two is observed. Under 808-nm excitation, an ultra-broad near-infrared (NIR) emission with full-width at half-maximum (FWHM) of 495 nm is observed in the Bi-doped fiber. This observation, to our knowledge, is the first in this field. The NIR emission consists of two bands, which may be ascribed to the Bi 0 and Bi + species, respectively. This Bi-doped fiber is promising for broadband optical amplification and widely tunable laser.     

多孔玻璃微珠的研制

本文作者把研制的Ｎａ２Ｏ－Ｂ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系统玻璃放在自己设计的设备中制成了１～２ｍｍ粒径的玻璃珠，经分相处理、酸溶、水洗，得到了气孔率为２４％左右的多孔玻璃微珠。     

Tb3+离子在碱土金属正硅酸盐中的发光

Tb3+离子激活的Me2SiO4(Me=Ca、Sr、Ba)发光材料是用分析纯试剂合成并加以提纯的BaCO3、SrCO3、CaCO3、H2SiO3、Li2CO3和Tb2(C2O4)3为原料,通过固态反应的合成方法而制成的。由X-光衔射谱,确定了样品的结构。通过荧光测量,探讨了Tb3+离子在碱土金属正硅酸盐中的发光行为。     

1028 nm single mode Ytterbium-doped fiber laser

An efficient Ytterbium-doped fiber laser (YDFL) operating at 1028 nm is demonstrated using a fiber Bragg grating (FBG). The Ytterbium-doped fiber (YDF) is drawn from Yb₂O₃-doped preform, fabricated through deposition of porous layer of composition SiO₂-GeO₂ by the MCVD process in conjunction with a solution doping technique. The fabricated YDF has a 0.1 mol % of Yb₂O₃ in the core, a Ytterbium ion lifetime of 1.1 ms, an absorption of 7.65 dB/m at 976 nm. The fiber laser has the maximum efficiency of 51% with pump power threshold of 19 mW using a FBG in conjunction with a Fresnel reflection to form a linear cavity resonator. The efficiency and threshold are better compared to the similar YDFL configuration using a commercial YDF.     

Investigation of a 4H-SiC metal-insulation-semiconductor structure with an Al2O3/SiO2 stacked dielectric

Atomic layer deposited(ALD) Al2O3 /dry-oxidized ultrathin SiO2 films as a high-k gate dielectric grown on 8°off-axis 4H-SiC(0001) epitaxial wafers are investigated in this paper.The metal-insulation-semiconductor(MIS) capacitors,respectively with different gate dielectric stacks(Al2O3/SiO2,Al2O3,and SiO2) are fabricated and compared with each other.The I-V measurements show that the Al2O3/SiO2 stack has a high breakdown field(≥12 MV/cm) comparable to SiO2,and a relatively low gate leakage current of1×10-7A/cm2 at an electric field of4 MV/cm comparable to Al2O3.The 1-MHz high frequency C-V measurements exhibit that the Al2O3/SiO2 stack has a smaller positive flat-band voltage shift and hysteresis voltage,indicating a less effective charge and slow-trap density near the interface.     

Diode-pumped 1028 nm Ytterbium-doped fiber laser with near 90% slope efficiency

Highly efficient laser action from an Ytterbium-doped fiber (YDF) is demonstrated using a fiber Bragg grating (FBG) in conjunction with a 4% Fresnel reflection at room temperature. The YDF used is drawn from Yb₂O₃-doped preform, fabricated through deposition of porous layer of composition SiO₂-GeO₂ by the MCVD process in conjunction with a solution doping technique. The fabricated YDF has a core composition of 0.2 wt % of Yb₂O₃, 1.8 wt % of Al₂O₃ and 23 wt % of GeO₂ with a pump absorption of 9.0 dB/m. The fiber laser operates at wavelength of 1028 nm with a slope efficiency of 88% with respect to the launched 976 nm pump power using the YDF length of 7 m.     

以Eu-苯甲酸-1,10-菲咯啉为掺杂剂的SiO2,SiO2-B2O3和SiO2-B2O3-Na2O体系材料的结构及Eu3+的发光性质

用溶胶-凝胶法制备以Eu-苯甲酸-1,10-菲咯啉为掺杂剂的SiO2,SiO2-B2O3和SiO2-B2O3-Na2O为基质的发光材料.材料经1000℃退火处理后,结构十分稳定.通过激发光谱和发射光谱、红外光谱、TEM、XRD研究了基质结构对Eu3 发光性能的影响.结果显示:在589和614 nm处显示Eu3 的特征发射带,对应于Eu3 的5D0→7Fj(j=1,2)跃迁;与直接掺入EuCl3的玻璃材料相比,以Eu-苯甲酸-1,10-菲咯啉为掺杂剂的玻璃材料,虽然Eu的掺杂量较小,但Eu的发光强度较大.与以SiO2为基质的玻璃材料相比,以SiO2-B2O3为基质的玻璃材料Eu3 的发光减弱,其红外光谱显示形成Si-O-B键,说明该结构对Eu3 的发光有猝灭作用,以SiO2-B2O3-Na2O为基质的玻璃材料Eu3 的发光明显增强,其红外光谱显示不存在SiOB键的振动吸收,可能是Na取代B的位置,形成Si-O-Na键,此结构对Eu3 的发光有一定的增强作用.     

火焰原子光谱法分析有机功能试剂改性纳米SiO2对水中Cr2072-的吸附行为

以纳米二氧化硅(Nano-SiO2)为原料,硅烷偶联剂(KH-550)作为交联剂首先合成了氨丙基纳米二氧化硅(Nano-APSG),然后加入有机功能试剂季磷盐(COOH-Ph-CH2-P(C6H5)3Br)通过有机合成反应合成有机功能试剂改性纳米二氧化硅材料(Si|(CH2)3-NH-CO-Ph-CH2-P(C6H5)3Br),利用红外、粒径、热重分析等对结构进行了表征.通过火焰原子吸收光谱法研究此有机功能试剂改性纳米二氧化硅材料对水中Cr2O12-离子的吸附行为,考察了吸附的最佳pH、震荡时间、吸附剂用量等因素的影响,实验结果表明,在pH1,吸附剂用量为0.1 g,震荡时问为30 min时吸附剂对Cr2O72-离子的吸附效率可达95%以上,实验结果表明这种新型的功能材料可实现对废水中Cr2O72离子的分离与处理.