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.     

Ge-Se基硫系玻璃在通信波段的三阶非线性与光谱特性研究

在Ge-Se二元体系中引入相同摩尔比的Ga, Sn, Sb, Te四种元素, 使用熔融淬冷法制备了一系列硫系玻璃. 利用吸收光谱获得了不同元素引入下硫系玻璃能带结构的变化, 并结合拉曼光谱详细研究了产生光学特性变化的微观表征. 使用Z扫描方法测试了各个硫系玻璃样品在1550 nm波长下的三阶非线性参数, 发现加入Sn的玻璃的三阶非线性折射率n₂最大, 达到了6.36×10^-17 m²/W, 且其品质因子大于23, 表明Sn引入能够增强硫系玻璃在通信波段的三阶非线性, 这一研究结果为以后的高性能红外器件的设计及制备提供了一种环保且性能优良的候选材料.     

High Efficiency Infrared-to-Visible Upconversion Emission in Er^3＋,Yb^3＋, and Ho^3＋ Codoped Tellurite Glasses

A novel method of codoping the Er^3＋, Yb^3＋, and Ho^3＋ ions in tellurite glasses is demonstrated to obtain a high efficiency of infrared-to-visible upconversion. Three intense emission bands observed in Er^3＋, Yb^3＋, and Ho^3＋ codoped tellurite glasses centred at 525, 547, and 657nm correspond to Er^3＋： ^2H11/2 -4 ^4I15/2, Er^3＋： ^4S3/2 →^4I15/2＋Ho^3＋： ^5S2（^5F4） → ^5Is, and Er^3＋： ^4Sa/2 → ^4I15/2＋Ho^3＋： ^5F5 → ^5Is transitions, respectively. No visible upconversion quenching phenomenon is observed when three rare-earth ions are codoped together in tellurite glasses. In contrast, the upconversion intensity of red and green emissions in Er^3＋, Yb^3＋, and Ho^3＋ codoped glasses is enhanced largely when compared with Er^3＋ /Yb^3＋-codoped glasses. The dependence of upconversion intensities on excitation power and the possible upconversion mechanisms are evaluated. The three emissions are based on two-photon absorption processes.     

验证性实验综合测试平台

分析了传统验证性实验存在的不足,提出了在验证性实验中引入计算机辅助设计的"验证性实验综合测试平台"的解决方案.该测试平台的实际运行情况表明:在实验教学中使用"验证性实验综合测试平台"有利于学生创新能力的培养,并提高了验证性实验的教学质量.     

圆柱形红外硫系玻璃淬冷降温模型与实验分析

出炉温度和冷却速率是大尺寸硫系玻璃制备过程中的关键参数. 在热传导方程理论基础上,运用最小二乘拟合的方法建立计算圆柱形硫系玻璃冷却过程温度分布的理论模型. 利用该模型对硫系玻璃的出炉温度、出炉后温度分布以及冷却速率进行了仿真分析,并将仿真分析结果与实验数据进行了比较. 研究表明:出炉后玻璃棒的温度处于非稳态非均匀分布,其表面降温最快,且速率随时间呈现指数型下降;玻璃棒温度从中心到边缘近似呈抛物线型分布;当以高于析晶温度50-100 ℃,表面热交换系数180 W ·m^-2 K 关键词： 红外硫系玻璃 淬冷降温模型 析晶     

Er3+掺杂新型GeS2-In2S3-CsI玻璃上转换光谱性质研究

用熔融淬冷法制备了掺Er³⁺的80GeS₂-10In2S₃-10CsI(mol%)硫卤玻璃样品,测试了样品的热学稳定性、喇曼光谱、吸收光谱以及上转换光谱,分析了Er³⁺离子在该玻璃中的上转换发光机理.应用Judd-Ofelt理论计算分析了Er3+离子在该样品中的强度参量Ωt(t=2,4,6)、自发辐射跃迁几率A、荧光分支比β以及辐射寿命τrad等光谱参量.在980 nm LD泵浦激发下,首次在该种玻璃中观察到强烈的绿光(526 nm、549 nm),分别对应于2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2的跃迁,其中549 nm处绿光较强.549 nm处上转换荧光寿命为0.34 ms,量子效率为69%.同时研究了绿光(526 nm、549 nm)上转换发光强度随泵浦激发功率的变化,其发光曲线拟合斜率分别为1.71和2.03,表明绿光是双光子吸收过程.研究结果表明：掺Er³⁺的80GeS₂-10In2S₃-10CsI硫卤玻璃是一种上转换绿光激光器的潜在基质材料.     

大尺寸掺钛铝酸铍(Ti~(3+):BeAl_2O_4)激光晶体的提拉法生长

应用提拉法技术,采用BeO:Al2O3:Ti2O3摩尔比=100:99.85:0.15的化学组分配比,以及选用合适的固液界面温度梯度与生长速度等优化工艺条件,成功地生长出了T3+离子掺杂、无气泡、无云层和核心、尺寸≈Ф60mm×85mm的粉红色Ti3+:BeAl2O4大尺寸晶体。测定了Ti3+:BeAl2O4晶体的激发与荧光光谱。沿着晶体生长方向,晶体的颜色变深。在激发光谱中观测到了502 nm与567nm的激发峰,在发射光谱中观察到了发光中心为710nm的宽带荧光。两激发峰与Ti3+离子的2T2→2E能级跃迁有关,710nm的荧光峰是由振动能级2E→2T2产生的。从不同部位晶体的吸收强度和颜色变化可得到Ti3+离子在BeAl2O4晶体中的有效分凝系数小于1。     

Mn2+∶BeAl2O4晶体的光谱特性

应用提拉法技术,采用BeO∶Al2O3∶MnO摩尔比为100∶99.85∶0.30的化学组分配比和二次化料过程,选用约60℃的固液界面温度梯度与1 mm/h生长速度等工艺参量,成功地生长出了Mn2 离子掺杂、无气泡、无云层和核心、尺寸约45 mm×80mm的粉红色Mn2 ∶BeAl2O4晶体。测定了不同部位晶体的激发光谱与荧光光谱。沿着晶体生长方向,晶体颜色逐步变深。在Mn2 ∶BeAl2O4荧光谱中观测到发光中心为543nm的荧光带,这归属于Mn2 的4T1(4G)→6A1(6S)能级跃迁所产生。在其激发光谱中观测到218nm的激发峰,这归属于电子从Mn2 基态到导带的电荷转移跃迁所致。从Mn2 离子的绿色发射情况可以推断Mn2 处于晶体中四面体场中,它取代晶体中Be2 离子的格位。从不同部位晶体的激发峰强度与颜色变化可以得到Mn2 在BeAl2O4晶体中的有效分凝系数小于1。     

宽带碲基掺铒光纤放大器多信道增益竞争的仿真分析

对新型宽带碲基掺铒光纤放大器(EDTFA)多信道间的增益演变关系进行了理论仿真。仿真结果表明:EDTFA多信道间的增益存在着一个竞争过程,竞争的强弱取决于碲基掺铒光纤内的能级粒子数分布;当上能级粒子数处于反转分布态时,具有较大的发射截面与吸收截面差值的波长信道拥有相对较大的竞争优势,可获得相对较高的信号增益;当上能级粒子数处于未反转分布态时,具有较大的发射截面与吸收截面比值的波长信道拥有相对较大的增益竞争优势。     

GeSe2-Sb2Se3-CsCl玻璃的光学性质与析晶动力学研究

采用熔融淬冷法制备了20GeSe₂-（80-x）Sb₂Se₃-xCsCl（x=2,4,8,10 mol%）硫卤玻璃系统,测试了样品在可见至中远红外区域的透过光谱,研究了硫卤玻璃中CsCl对玻璃短波吸收限的影响;并测试了典型的20GeSe₂-76Sb₂Se₃-4CsCl样品在不同升温速率下的DTA曲线,利用非等温方法研究了其析晶动力学; 关键词： 硫卤玻璃 非等温过程 析晶动力学