Basic Spectroscopy Performance of Nd3+ and Rhodamine B Doped Polymer Fibers

The spectroscopy properties of Nd3+ doped polymer fiber with 532 nm pumping radiation is studied. It is found that the emission peak near 580 nm is attributed the transition from 2G7/2 and 4G5/2 to ground level 4I9/2,and the florescence intensity of Nd3+ doped polymer fiber with 70 ppm concentration and 650 μm cord diameter increases as the fiber is shortened from 89 cm to 15 cm and decreases again for further shortening to 8 cm. Both the advantages and disadvantages of Nd3+ doped polymer fiber compared with Rhodamine B doped polymer fiber are discussed.     

Ce~(3+)和Tb~(3+)掺杂钆-钡-硅酸盐闪烁玻璃的发光性能

采用高温熔融法制备Ce~(3+)或Tb~(3+)单掺和Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺钆-钡-硅酸盐闪烁玻璃。通过透射光谱、光致激发和发射光谱、X射线激发发射光谱及荧光衰减曲线等手段对其发光性能进行研究。实验结果表明:在紫外光的激发下,Tb~(3+)掺杂闪烁玻璃发出明亮的绿光(544 nm),而Ce~(3+)掺杂闪烁玻璃发出蓝紫光。对于Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺闪烁玻璃,在紫外光和X射线激发下均观察到Ce~(3+)离子敏化Tb~(3+)离子发光的现象,这是由于存在Ce~(3+)→Tb~(3+)的能量转移。Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺闪烁玻璃的最佳Ce2O3掺杂摩尔分数为0.2%,此时Ce~(3+)离子向Tb~(3+)离子的能量传递效率为45.7%。在X射线激发下,Ce_2O_3摩尔分数为0.2%的Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺闪烁玻璃在544 nm处的发光强度是Bi_4Ge_3O_(12)(BGO)闪烁晶体在500 nm处发光强度的4.2倍,积分闪烁效率达到BGO晶体的55.6%,这有利于在高分辨率医学成像中降低辐射剂量。     

掺钕锂铝硅玻璃陶瓷制备和发光性能研究

采用传统熔融及退火技术,引入合适的添加剂于相对低温下成功制备出掺钕锂铝硅玻璃,通过控制成核和析晶工艺制备出锂铝硅玻璃陶瓷。采用差热分析、X射线衍射、扫描电镜、紫外可见近红外分光光度计和荧光光谱仪对材料进行表征。三个发光谱带中心波长位于890 nm,1065 nm和1330 nm处,分别对应于4F3/2→4I9/2,4F3/2→4I11/2和4F3/2→4I13/2跃迁。玻璃陶瓷晶相及晶粒大小对Nd3 离子发光性能影响很大。当Nd3 离子进入晶粒尺寸为10~20 nm的β--锂霞石固溶体时,发光强度与基质玻璃相比明显增强,在1065 nm处的受激发射截面iσn达1.931×10-21cm2,比基质玻璃受激发射截面提高了约8%。当β--锂霞石固溶体晶粒尺寸接近可见光波长时钕离子发生荧光猝灭。而当β--锂霞石固溶体晶型转变为β--黝辉石固溶体时,荧光猝灭消失。     

Nd~(3+)/Yb~(3+)掺杂YNbO_4粉末上转换发光特性

采用高温固相法,以50Nb_2O_5-40Y2O_3-2Nd2O_3-8Yb_2O_3的量比在1 300℃下制备Nd~(3+)/Yb~(3+)掺杂YNbO_4粉末样品。运用Judd-Ofelt理论研究样品光谱特性。由吸收谱中各吸收峰面积计算得到谱线强度参数Ωλ(λ=2,4,6),进而得出理论振子强度及实验振子强度,二者均方根偏差δ_(rms)=1.618×10-7。计算了Nd~(3+)能级4F3/2→4IJ'(J'=15/2,13/2,11/2,9/2)跃迁几率、跃迁分支比和能级寿命。4F3/2→4I11/2跃迁分支比最高(56.91%),对应波长1 062 nm。且亚稳态4F3/2能级寿命较长,为1.435 2 ms,适合作为上转换中间能级。在980 nm半导体激光器激发下,观测到波长为487,541,662 nm上转换发光,分别对应于Nd~(3+)的2G9/2→4I9/2、4G7/2→4I9/2和4G7/2→4I13/2辐射跃迁。通过样品上转换发射功率与激光器工作电流进行的曲线拟合,得到吸收光子数目依次为2.06,1.99,2.15,确定3个发射峰均对应于双光子吸收。     

Generation of 520 mW pulsed blue light by frequency doubling of an all-fiberized 978 nm Yb-doped fiber laser source

Pulsed blue light at 489 nm has been generated by second-harmonic-generation of a nanosecond pulsed master-oscillator power amplifier system based on a short Yb(3+) doped single-mode fiber amplifier at 978 nm and an external-cavity diode laser as seed source. The Yb(3+)-doped fiber was core-pumped by a W type Nd(3+) doped double-clad fiber laser operating on the transition near 930 nm ((4)F(3/2)→(4)I(9/2)). 520 mW of average power was generated at 489 nm using a periodically poled MgO:LiNbO(3), corresponding to a conversion efficiency of 34%.     

石英基掺Tm3+包层抽运光纤激光器

在MCVD车床上利用“湿法”掺杂方法研制出纤芯高掺Ge的石英基掺Tm³⁺光纤预制棒,采用侧面研磨和抛光工艺制成横截面为正六边形的光纤预制棒.经拉丝,内层涂覆低折射率材料后制成包层抽运光纤.测试其吸收谱,并对光纤参数进行优化.通过在光纤两端紫外写入光纤Bragg光栅,制成线形光学谐振腔,在工作波长793nm的激光抽运下,获得工作波长1947.1031nm、功率2.05W的激光输出.由此证明这种光纤具有优异的光学特性. 关键词： 3+光纤')" href="#">石英基掺Tm³⁺光纤 光纤Bragg光栅 包层抽运 光纤激光器     

钕玻璃的温敏特性及光纤温度传感器

本文从理论上通过对钕玻璃中Nd～(3+)离子光吸收特性的分析,阐明了其光吸收对温度依从性的原因.在实验中,试制了几种不同类型的钕玻璃光纤温度传感探头.对Nd～(3+)离子光吸收的温度特性进行了验证,其结果和理论分析相一致,实验表明钕玻璃是一种性能良好的光纤温敏传感材料.     

Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐微结构光纤激光器

用棒管法拉制了Tm³⁺/Ho³⁺掺杂的碲酸盐微结构光纤,并获得了2 μm的激光输出。以1 560 nm的Er³⁺掺杂石英光纤激光器作为泵浦源,在22 cm长的微结构光纤中,得到了最大功率为8.34 mW、波长为2 065 nm的连续激光输出,泵浦光功率为507 mW,斜率效率为2.97%。研究结果表明,Tm³⁺/Ho³⁺共掺碲酸盐微结构光纤是一种用于研制2 μm激光器的理想材料。     

Spectroscopic properties of neodymium-doped tellurite glass fiber

Nd3+-doped tellurite glass and a single mode tellurite glass fiber with a core diameter of 8 μm were prepared in this work. The 1.33-μm emission from the 4F3/2→4I13/2 transition of Nd3+ with a spectral bandwidth of 55 nm in tellurite glass fiber is observed.The lifetime of 164μs of 4F3/2 level and quantum efficiency of about 100 ％ are obtained.     

掺钕微球的受激辐射激光和自受激拉曼散射

采用溶胶-凝胶法在SiO_2微球表面覆盖上一薄层Nd~(3+)掺杂SiO_2,并经电极放电熔融后形成表面光滑的高Q值微球.采用锥光纤将808 nm的抽运激光耦合入钕离子掺杂的高Q值微球形成回廊模,激发产生了1080—1097 nm波段受激辐射激光.由于所产生的激光有足够高的功率密度,在高Q SiO_2微球中激发产生了波长为1120—1143 nm一级自受激拉曼散射激光.推导了锥光纤掺钕微球组合的自受激拉曼散射的输出功率和阈值公式.描述了输出激光的特性:阈值、输出功率、线宽、边模抑制比.     

掺钕镉铝硅酸盐玻璃的Judd-Ofelt理论分析与光谱特性

以掺杂光子晶体光纤为介质的光纤激光器一直受到科研工作者的广泛关注,应用于光子晶体光纤纤芯的掺稀土元素玻璃的制备成为研制掺杂光子晶体光纤的关键问题。利用高温熔融工艺制备钕离子掺杂的40SiO_2-14Al_2O_3-(40-x)CdO-2Li2O-2K2O-2Na_2O-xNd_2O_3(x=0.07,0.14,0.21,0.35,0.42,0.56mol)重金属硅酸盐玻璃系统,测试了其吸收光谱和荧光光谱。采用Judd-Ofelt理论,计算了玻璃样品的强度参数Ωt(t=2,4,6)以及钕离子的自发辐射概率、荧光分支比、荧光辐射寿命等参数。利用测得的荧光光谱计算了钕离子能级跃迁4 F3/2→4 I11/2的受激发射截面及荧光有效线宽。结果表明:当掺Nd_2O_3的摩尔分数为0.42时,制备的镉铝重金属硅酸盐玻璃具有较大的受激发射截面和比较宽的荧光有效线宽,且与相关文献中的钕离子掺杂玻璃相比,具有良好的激光性能和增益性能,有望在研制掺杂光子晶体光纤中得到应用。     

793 nm抽运下的掺Tm3+碲酸盐玻璃的发光特性

研究了掺Tm^3 碲酸盐玻璃在793nm钛宝石激光器抽运下的发光特性，结果发现除常规的^3H4→^3H6的811nm荧光外，还存在很强的^1G4→H5的785nm二光子转换荧光以及较弱的710nm和677nm三光子上转换荧光。     

激光二极管端面抽运Nd:YVO4实现1386 nm连续波激光输出

在Nd:YVO4晶体的4F3/2-4I13/2跃迁带内,除了1342 nm激光辐射之外,其它的跃迁谱线由于小的受激发射截面和强的寄生振荡,很难形成激光振荡.通过调整谐振腔损耗,获得了光纤耦合激光二极管端面抽运1386 nmNd:YVO4激光器激光连续输出.在抽运功率达到4.24 W时,得到了305 mW的1386 nm激光连续输出,最高输出功率下的斜效率为13.9%.实验中还观察到了1342 nm和1386 nm的双波长运转.根据抽运阈值能量和实验数据,计算得到了Nd:YVO4晶体中1386 nm激光辐射处的受激发射截面大约为(3±1)×10-19cm2.     

CdSe:Nd纳米晶及CdSe:Nd@SiO2核壳结构的合成及发光性能

利用有机相法合成Nd³⁺掺杂CdSe纳米晶（CdSe∶Nd）,通过X射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、紫外吸收光光谱及荧光光谱表征,证明Nd³⁺已经成功掺入到CdSe的晶格中。与纯CdSe纳米晶相比,CdSe∶Nd纳米晶的结构仍为立方晶型,且形貌近似球形,均匀分散,粒径约为2~4 nm。紫外吸收峰和荧光发射峰都发生红移,而且掺杂后的CdSe∶Nd纳米晶量子产率也提高,这可能是由于掺杂Nd³⁺引入了新的杂质能级,带隙减小。为了实现CdSe∶Nd纳米晶的可加工性和功能性,通过微乳法合成SiO₂壳包覆的CdSe∶Nd纳米球（CdSe∶Nd@SiO₂纳米球）,CdSe∶Nd@SiO₂纳米球呈均匀球形,直径约为100~115 nm,并且包壳后的CdSe∶Nd@SiO₂纳米球发射峰（581 nm）与CdSe∶Nd纳米晶（598 nm）相比,发光强度提高且发射峰蓝移,蓝移约为17 nm,可能是因为SiO₂壳可以减少纳米晶表面的非辐射跃迁以及改善表面缺陷导致的。     

Nd3+:NaLa(WO4)2晶体的生长和光学性质

用双坩埚法从高温溶液里生长出线度达7 mm的Nd3 : NaLa(WO4)2晶体.扫描电子显微镜的观察结果表明,虽然在晶体冷却过程中经历了两个相变,但相变并未造成晶体开裂;样品的X射线衍射花样可以看出,所得晶体为纯低温四方相的Nd3 :NaLa(WO4)2．在室温下对晶体的光吸收和光发射作了测量,发现晶体在804 nm有个半高宽达到23 nm的宽吸收峰．讨算出晶体在804 nm处的吸收截面为7．24×10-20 cm2,在1057 nm处的发射截面为6．54×10-20 cm2．     

Up-conversion luminescence of Er/Yb/Nd-codoped tellurite glasses

Up-conversion luminescence and energy transfer (ET) processes in Nd³⁺-Yb³⁺-Er³⁺ triply doped TeO₂-ZnO-Na₂O glasses have been studied under 800 nm excitation. Intense green up-conversion emissions around 549 nm, which can be attributed to the Er³⁺: ⁴S_3/2→⁴I_15/2 transition, are observed in triply doped samples. In contrast, the green emissions are hardly observed in Er³⁺ singly doped and Er³⁺-Yb³⁺ codoped samples under the same condition. Up-conversion luminescence intensity exhibits dependence of Yb₂O₃-concentration and Nd₂O₃-concentration. Up-conversion mechanism in the triply doped glasses under 800 nm pump is discussed by analyzing the ET among Nd³⁺, Yb³⁺ and Er³⁺. And a possible up-conversion mechanism based on sequential ET from Nd³⁺ to Er³⁺ through Yb³⁺ is proposed for green and red up-conversion emission processes.     

利用光谱滤波器实现自启动的全光纤超短脉冲掺Yb3+光纤激光器

讨论了利用光谱滤波器实现自启动的被动锁模掺Yb³⁺光纤环形激光器的锁模机理,并研制出全光纤结构超短脉冲掺Yb³⁺光纤环形激光器.使用980 nm二极管激光器作为抽运源,高掺杂浓度掺Yb³⁺光纤作为增益介质.在净群速度色散为正的环形腔中加入光谱滤波器,抑制Yb³⁺离子在1030 nm强发射峰的同时,通过对啁啾脉冲的光谱滤波实现脉冲压缩.光谱滤波器与光纤非线性偏振旋转效应相结合,实现了激光器在1053 nm可自启动、十分稳定的锁模运转.激光器锁模阈值功率300 mW,平均斜率效率18.3%,最大输出功率53.07 mW,对应最大输出脉冲能量3.2 nJ.锁模光脉冲中心波长1053.6 nm,3 dB带宽10.84 nm,重复频率16.45 MHz.锁模脉冲宽度为皮秒量级,经腔外光栅对压缩至188 fs. 关键词： 3+光纤激光器')" href="#">掺Yb³⁺光纤激光器 自启动锁模 全光纤     

光纤光栅选频掺Yb3+双包层光纤激光器

利用相位掩模法，在D形内包层掺Yb3+双包层光纤一端直接写制出Bragg光栅，用作双包层光纤激光器的输出腔镜.试验得到了线宽为0.196nm，波长为1058.2nm，最高输出功率为570mW的稳定激光输出，解决了激光器中模式竞争造成的输出不稳定现象.从速率方程出发，对激光器的输出功率与抽运功率、光栅反射率的关系以及最佳光纤长度进行了理论分析，结果与实验符合很好. 关键词： 双包层光纤光栅 掺Yb3＋双包层光纤激光器 相位掩模 速率方程     

多孔配位聚合物[Nd2(C6H8O4)3(H2O)2]n·n(4,4'-bpy)的合成及晶体结构

合成了标题配位聚合物, 借助于元素分析、 红外光谱和X射线单晶衍射等分析方法确定了其晶体结构, 并测定了其TDA-DTA. 该配位聚合物属正交晶系, Pbcn空间群, 晶胞参数为a=2.201 2 nm(6), b=0.777 8 nm(2), c=1.972 4 nm(5), α=β=γ=90°, V=337.70 nm(15)3, Z=4, Dc=1.796 g·cm-3, μ=3.108 mm-1, F(000)=1 800, R1=0.043 0, wR2=0.056 0. 波谱分析结构显示, 通过己二酸配体羧基氧原子桥联Nd3+离子形成三维多孔结构, 4,4'-bpy通过氢键连接存在于孔道中.     

Upconversion in Highly Doped Er3+-Yb3+ Fiber Pumped by Ti:Sapphire Laser at 800 nm

The up-conversion processes were investigated in highly doped Er3+-Yb3+ silica fiber pumped by CW or mode-locked Ti:Sapphire laser at 800 nm band. The mechanism is different from that at 980 nm pumped band. The pumping wavelength and power dependences of green, blue and red fluorescence emission were obtained. The up-conversion efficiencies of different doped concentration were investigated. The strong infrared emissions, which limit the efficiency of up-conversion were observed.