OH~-对磷酸盐铒玻璃光谱性质的影响

本文系统研究了 Yb3 + 、Er3 + 共掺磷酸盐铒玻璃中 OH- 含量与铒玻璃荧光寿命和光谱性质的关系 .结果表明 OH- 基团的存在使得 Er3 + 离子的荧光强度显著降低 ,荧光寿命大大缩短 .比较了三种不同 Al2 O3 含量 ( 5mol% ,8mol%和 1 3 mol% )的铒玻璃在 2 .9μm波长处的红外吸收系数与铒离子荧光寿命的关系 ,发现玻璃中 OH- 在 2 .9μm的吸收系数和 Er3 +的4 I13 / 2 能级离子衰减速率成线性关系 ,不同 Al2 O3 含量的玻璃具有不同 Er3 + 和 OH- 基团的相互作用参量和不同的荧光寿命值及量子效率 .并从玻璃结构上解释了 Al2 O3 含量对除水机制和光谱性质的影响 .经过充分除水后的铒玻璃荧光寿命可达到 9.1 ms     

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.     

OH-对磷酸盐铒玻璃光谱性质的影响

本文系统研究了Yb³⁺、Er³⁺共掺磷酸盐铒玻璃中OH^-含量与铒玻璃荧光寿命和光谱性质的关系.结果表明OH^-基团的存在使得Er³⁺离子的荧光强度显著降低,荧光寿命大大缩短.比较了三种不同Al₂O₃含量(5mol%,8mol%和13mol%)的铒玻璃在2.9μm波长处的红外吸收系数与铒离子荧光寿命的关系,发现玻璃中OH^-在2.9μm的吸收系数和Er³⁺的⁴Ⅰ_13/2能级离子衰减速率成线性关系,不同Al₂O₃含量的玻璃具有不同Er³⁺和OH^-基团的相互作用参量和不同的荧光寿命值及量子效率.并从玻璃结构上解释了Al₂O₃含量对除水机制和光谱性质的影响.经过充分除水后的铒玻璃荧光寿命可达到9.1ms.     

掺钕磷酸盐激光玻璃除水工艺

利用反应气氛法除水工艺制备了组成为64P205-5.9A12O3-7.1K2O-19BaO-4.0Nd203(Wt%)的掺钕磷酸盐激光玻璃,研究了O2+POCl3、O2+SOCl2两种除水剂的除水效率及同一除水剂在不同除水时间、除水温度、通气流量下对掺钕磷酸盐激光玻璃荧光寿命的影响.结果表明:POCl3的除水效率优于SOCl2;通气最初阶段除水速率最快,且提高除水温度有利于消除水分,但受熔炼设备和工艺的影响,1 200℃进行除水更为合适;延长除水时间、增大通气流量都有助于提高除水效率;玻璃除水反应效率主要受OH基与除水剂界面反应的影响;荧光寿命随着除水时间的延长而增加,最后趋于一个稳定值;通气流量存在最佳值,实验中通气流量为0.8L/min时较好.     

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}     

碱金属和碱土金属氟化物对掺Er3+氟磷酸盐玻璃光谱性质的影响

研究了碱金属和碱土金属离子修饰的掺Er3+氟磷酸盐玻璃的光谱性质,讨论了碱金属和碱土金属对铒氟磷玻璃的吸收和发射截面、荧光半高宽,Judd-Ofelt强度参数和上转换发光强度等光谱性质的影响,并与一些传统氧化物玻璃系统进行了比较.研究表明碱金属K+和碱土金属Sr2+掺杂高的玻璃更适宜用作光放大器基质.含12mol%K+的氟磷玻璃展现出7.83×10-21cm2的高发射截面和最小的荧光上转换强度;含23mol%Sr2+的氟磷玻璃则有7.58×10-21cm2的高发射截面、65nm的荧光半高宽及8.6ms的长的上能级荧光寿命.     

掺铒、镱铒共掺硅酸盐玻璃1.54μm荧光寿命测量

对自制的掺铒、镱铒共掺硅酸盐玻璃1.54μm荧光寿命进行了测量。实验结果表明:荧光衰减曲线是一条单指数曲线,与理论分析相一致,荧光寿命数量级为ms量级;在所考虑的泵浦功率范围内,两种样品的荧光寿命基本不随功率的变化而变化;荧光寿命随着样品掺铒浓度的增加呈现减小趋势,而在掺铒浓度一定的情况下随掺镱浓度的变化不明显,主要由于受激发的铒离子把能量通过间接耦合给了猝灭中心。     

碱金属和碱土金属氟化物对掺Er3+氟磷酸盐玻璃光谱性质的影响

研究了碱金属和碱土金属离子修饰的掺Er^３＋氟磷酸盐玻璃的光谱性质，讨论 了碱金属和碱土金属对铒氟磷玻璃的吸收和发射截面、荧光半高宽，Judd-Ofelt强度参数和 上转换发光强度等光谱性质的影响，并与一些传统氧化物玻璃系统进行了比较.研究表明碱 金属K^＋和碱土金属Sr^２＋掺杂高的玻璃更适宜用作光放大器基质. 含12mol％K^＋的氟磷玻璃展现出7.83×10^-21cm^２的高 发射截面和最小的荧光上转换强度；含23mol％Sr^２＋的氟磷玻璃则有7.58×10 ^-21cm^２的高发射截面、65nm的荧光半高宽及8.6ms的长的上能级荧 光寿命. 关键词： 氟磷酸盐玻璃 光谱性质 Judd-Ofelt参数 光学放大器     

掺铒铋酸盐玻璃光谱性质的组分依赖性研究

通过测试掺铒铋酸盐玻璃43Bi2O3-xB2O3-（57-x）SiO2（x=10，20，30，40，50mol％）中Er^3＋离子的吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命及荧光强度，结合Judd—Ofelt和McCumber理论，对玻璃中Er^3＋离子光谱性质随玻璃组分的依赖关系进行了系统研究．研究结果显示，掺铒铋酸盐玻璃具有较其它玻璃优异的光谱性质．随着玻璃中组分B2O3含量的增加，强度参量Ω6、荧光半高宽和能级^4I15／2→^4I13/2间自发辐射跃迁几率相应增加，而荧光寿命、荧光强度和受激发射峰值截面相应减小，带宽品质因子（σe^pcak×FWHM）在组分B2O3含量30mol％时达到最大．     

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。     

Influence of OH groups on 1.5-μm emission of Yb3+/Er3+ co-doped tungsten-tellurite glasses

The Yb3+/Er3+ co-doped TeO2-WO3-ZnO glasses bubbling with different times were prepared. The infrared (IR) transmission spectra, emission spectra and fluorescence lifetime of Er3+ at 1.5μm were measured. The quench effects of OH groups on emission intensity of Er3+ at 1.5μm as well as the relationships between fluorescence decay rate and OH group content were investigated. The constant kOH-Er, which represents the strength of the interactions between Er3+ ions and OH groups, is approximately 17.0 × 10-20cm4/s, and is comparable to that for Er3+ in Yb3+/Er3+ co-doped phosphate glasses.     

用于1.5μm光波导放大器的高浓度Er3+掺杂玻璃

制备了用于 1.5μm光波导放大器高浓度掺杂 Er3 的氟铝酸盐、氟锆酸盐及磷酸盐玻璃。在 0 .80μm和 0 .98μm连续激光二极管激发下分析比较了这三种玻璃 1.5μm发射的光谱特性、浓度猝灭及其机制。研究表明 :由于在 0 .98μm激发下 ,激发态吸收较 0 .80μm激发下小得多 ,因而其 1.5μm荧光发射量子效率也比 0 .80μm激发下高得多 ;氟铝酸盐玻璃具有最大的荧光强度和最小的浓度猝灭效应 ,是理想的 1.5μm光波导放大器基质玻璃材料     

Effect of hydroxyl groups on Er doped Bi2O3-B2O3-SiO2 glasses

A series of Er³⁺-doped Bi₂O₃-B₂O₃-SiO₂-Na₂O glasses with different hydroxyl groups were prepared and the interaction between the Er³⁺ ions and OH groups was investigated. Infrared spectra were measured in order to calculate the exact content of OH groups in samples. The observed increase of the fluorescence lifetime with the oxygen bubbling time has been related to the reduction in the OH content concentration evidenced by infrared (IR) absorption spectra, which confirmed that the OH groups were dominant quenching centers of excited Er³⁺ and a cause of concentration quenching of 1.5 μm band emission. Various nonradiative decay rates from ⁴I_13/2 of Er³⁺ with the change of OH content were determined from the fluorescence lifetimes and radiative decay rates, which were calculated on the basis of Judd-Ofelt theory.     

Temperature sensors and optical sensors

The dependence of temperature on the fluorescence lifetime and fluorescence intensity ratio using Stark sublevels and thermally coupled (close lying) levels in triply ionized rare earth ions, doped into a variety of glasses and fibers, have been reviewed. Also, it is claimed that not only for the two closely lying levels of triply ionized rare earth ion of the same kind, but also for two different triply ionized rare earth ions, having their excited levels very close to each other, may be used to monitor the temperature. PACS 42.70.Ce     

稀土硼酸盐玻璃中Ce3+的光谱性质和荧光衰减

合成Ｃｅ＾３＋掺杂的稀土硼酸盐玻璃,测试了材料的激发和发射光谱及荧光衰减曲线。紫外光激发下,玻璃中的Ｃｅ＾３＋发射强的蓝紫光,光谱的荧光寿命的分析结果表明,Ｃｅ＾３＋在这种稀土硼酸盐玻璃中形成两种性质不同的发光中心。     

Dy~(3+)掺杂硼酸盐玻璃的制备、表征及发光特性

采用高温熔融-冷却法制备了一系列Dy~(3+)掺杂的B_2O_3-ZnO-Na_2O-Al_2O_3发光玻璃,通过红外光谱、紫外-可见-近红外光谱和荧光光谱等研究了其结构及发光特性。分析表明:制备的发光玻璃中出现基质组分的结构特征峰及Dy~(3+)的能级跃迁特征峰。在350 nm波长光激发下,样品的发光强度、黄蓝发射峰比、荧光寿命、色坐标及色温等均随Dy~(3+)浓度的变化发生明显的可调节变化。样品的荧光发射强度随Dy~(3+)浓度的增加呈现先增大后减小的变化,当Dy~(3+)掺杂摩尔分数为1.0%时,发光强度最大。此外,随着Dy~(3+)掺杂浓度的增大,发光玻璃的荧光寿命及发射光谱的色度坐标值、色温都呈现递减的趋势。这表明通过基质组分及掺杂元素的调节可以使得该硼酸盐体系发光玻璃获得高效可调节的光功能从而得到广泛应用。     

高掺杂稀土PBA玻璃的制备及其化学稳定性研究

稀土掺杂磷酸盐玻璃具有优异的光学和光谱特性,在激光介质材料、有色滤光材料等领域中有着重要的应用。在研究P2O5-BaO-Al2O3-Sm2O3(PBAS)玻璃形成能力的基础上,借助NMR、红外吸收光谱等分析手段,研究了玻璃的结构特点以及在各种化学介质条件下玻璃的化学稳定性能、玻璃的组成和结构对化学稳定性的影响。结果表明:玻璃结构主要由磷氧四面体[PO4]3-和铝氧八面体[AlO6]3-构成;Al3+含量越高,玻璃结构越稳定,玻璃的耐水性和耐酸性也越好;玻璃结构中阳离子的极化能力越强,玻璃的耐酸性越好,侵蚀过程中玻璃表面形成的“缺碱层”在一定程度上减缓了化学介质的侵蚀程度;在碱性介质中,磷酸盐长链末节的金属离子被水化,产生P—O—P断键,形成正磷酸盐溶解到溶液中,稀土离子含量的增加,在一定程度上恶化了玻璃的耐碱性能。     

The influence of OH groups on laser performance in phosphate glasses

Because of the influence of OH groups in phosphate glasses on the radiation of rare-earth ions, the laser performance is degraded. The laser efficiency and the small signal gain experiment of several phosphate glass samples have been done, the concentration of OH groups in glasses was calculated from the measured absorption coefficient at 3.47 μm. It is shown that the concentration of OH groups in phosphate glasses can seriously influence the laser output characteristics, and the OH groups have worse influence on the laser amplifier than laser oscillator.     

碲酸盐玻璃中稀土离子发光寿命的研究

掺稀土碲酸盐玻璃是宽带光纤放大器的一种非常重要的材料,具有传送区域宽、玻璃稳定性好等特点.讨论了在980 nm