掺Nd3+玻璃微球发射光谱研究

采用粉末喷烧法制备了掺Nd^3 高折射率TiBa玻璃微球,主要成分为TiO2,BaO和SiO2,微球直径在30μm左右。在带有显微镜的光谱仪上,用514nm激光照射微球的边缘,测量了它们的发射光谱,观察到了微球腔效应导致的光谱结构共振。在较低泵浦阈值(2mW)下,获得了Nd^3 的激射发光。利用光学微腔理论讨论了玻璃微球荧光光谱中的形貌共振,实验结果与计算结果相符。     

宽带光放大器用掺Er3+碲钨酸盐玻璃

制备了掺Er^3 的TeO2-WO3-ZnO-ZnF2(TWZOF)玻璃,测量了Er^3 在玻璃中的吸收光谱和970nm激光二极管激发下的荧光光谱和荧光寿命,分别采用J-O理论和McCumber理论计算了Er^3 离子的J-O强度参量Ωt(t=2,4,6)和其1．5μm发射的吸收截面和发射截面,研究了其荧光强度、荧光寿命和发射带宽与ZnF2含量的关系。结果表明,Er^3 在TWZOF玻璃中具有较大的1．5μm发射截面,其峰值发射截面为0．86pm^2;同时,Er^3 在TWZOF玻璃中具有很大的1．5μm发射带宽,所得半峰全宽在68～83nm之间;Er^3 在TWZOF玻璃中还具有较小的Ω2值和较大的Ω6值,且随ZnF2含量的增加,Ω2和Ω4均增大;Er^3 离子1．5μm发射峰值荧光强度和荧光寿命总体也随ZnF2含量的增加而增加。     

掺铒磷酸盐玻璃微球吸收光谱上的形貌共振

利用高温熔融冷却法制备了直径为82．4μm的掺铒磷酸盐玻璃微球，并利用熔融拉丝法制备了锥腰直径为2．3μm的熔锥光纤与其进行耦合，发现了掺铒玻璃微球吸收光谱中出现的等间距分布的滤波谱线。利用光学微球腔理论讨论了玻璃微球吸收光谱中的形貌共振现象，计算出该耦合系统的品质因数为1．31×10^4。利用Mie散射理论计算了谱线的吸收峰位置和峰间间距，计算结果与实验结果相符合。最后比较了两种峰间间距算法的优劣。     

Er3+掺杂硫系玻璃微球在980nm激光泵浦下的荧光特性

采用玻璃粉料高温漂浮熔融法制备了0.9%Er₂S₃（质量分数）：75%GeS₂-15%Ga₂S₃-10%CsI（摩尔分数）硫系玻璃微球,并用熔融拉锥法制备了锥腰直径为2.31 μm的石英光纤锥。将其与直径119 μm的硫系微球进行耦合,在980 nm 激光泵浦下获得了微球中与Er³⁺：⁴I_13/2→⁴I_15/2跃迁对应的1.54 μm处的荧光光谱。分析了微球和块状玻璃荧光光谱差异的原因,并用Mie散射理论公式对微球荧光光谱共振峰间隔进行了计算。共振峰间隔实验结果与理论计算误差最小仅为0.05%,验证了理论分析的正确性。最后,讨论了微球峰值间隔与泵浦功率的关系,排除了泵浦功率对共振峰间隔的影响。     

介电微球对oxazine溶液荧光的调制

研究了染料恶嗪（oxazine 1)溶液中掺有高折射率玻璃微球时，微球表面附近染料荧光的荧光光谱特性，发现微球外表面附近染料分子的荧光光谱也会象球内情况一样形成结构共振，用Mie散射理论和微腔理论对此实验现象进行了分析，实验与理论计算结果符合得较好。     

Tm3+和Er3+共掺杂氟氧化物玻璃陶瓷材料结构和上转换发光性质的研究

报道了一种新的上转换氟氧化物玻璃陶瓷材料,组份为65GeO2-25NaF-10BaF2(MFG)。研究了Tm^3 和Er^3 共掺MFG玻璃陶瓷中的发光性质。通过X射线衍射和Raman散射分析了MFG玻璃陶瓷的结构性质。分别测量了Tm^3 和Er^3 共掺MFG玻璃及玻璃陶瓷和Er^3 单掺MFG玻璃中的红外发射谱（λex=488nm)和上转换发射谱（λex=978nm)。给出了稀土离子掺入微晶的证据;（1）和MFG：1mol%Tm^3 、2mol%Er^3 玻璃相比,在978nmLD激发下,MFG：1mol%Tm^3 、2mol%Er^3玻璃陶瓷中红色上转换发光大大增强,红不与绿光的比值大大提高。（2）在488nm激光激发下,玻璃陶瓷样品中Tm^3 离子1．7μm左右的发射光谱明显窄化。最后讨论了玻璃陶瓷这种结构上转换发光的影响和其在上转换发光及光通信中的应用潜力。     

Er3+/Yb3+共掺杂氧氟硅酸盐玻璃的上转换发光

研究了Er^3 ／Yb^3 共掺氧氟硅酸盐玻璃的吸收光谱、上转换光谱和拉曼光谱。分析了氧氟硅酸盐玻璃中Yb”敏化Er^3 的上转换发光机理。结果表明：通过975nm的激光二极管激发,在室温下同时观察到蓝光(408nm)、绿光(529nm和545nm)和红光(667nm),分别是由于Er^3 离子。H9/2→^4I15/2,H11/2→^4I15/2,H3/2→^4I15/2和H9/2→^4I15/2跃迁。随Yb2O3浓度的增加。Yb^3 对Er^3 的能量转移增强,因此蓝光、绿光和红光的发光强度都增强,强烈的绿光和红光激发是由于双光子吸收过程,而微弱的蓝光是由于三光子吸收过程。拉曼光谱发现,对Er^3 离子在氧氟硅酸盐玻璃中的上转换发光。玻璃结构中的PbF2起到重要作用。     

Cd3Al2SiO12玻璃中Er^3＋的光学跃迁

根据Judd-Ofelt理论,利用镉铝硅酸盐玻璃中Er^3 的吸收光谱,计算了实验与理论振子强度,用量小二乘法拟合实验与理论振子强度得到了三个J－O强度参数Ω2,Ω4,Ω6。并由此计算了Er^3 在不同能级之间的自发辐射系数A、辐射寿命τ、荧光分支比β以及积分发射截面∑。根据这些参数分析认为掺铒镉铝硅酸盐玻璃可能实现近红外激光输出。     

高光强激发下Er3+/Yb3+共掺TiBa玻璃的绿光上转换发光

制备了Er3+Yb3+共掺微米级高折射率TiBa玻璃颗粒和微球,玻璃基材主要成分为TiO2BaCO3Ba(NO3)2CaCO3SiO2等,掺入1mol%Er2O3+3mol%Yb2O3.用976nm激光激发测量了它们的上转换绿光发射,发现当抽运功率大于30mW(功率密度约为1000W·cm-2)时,524nm峰的强度大于547nm峰的强度,随功率的增大,其强度差越来越大,实验判断,这是由于材料吸收抽运光而升温所致 关键词： 上转换发光 掺Er3+Yb3+玻璃 微球     

用光线量子论研究掺铒磷酸盐玻璃微球发光的形貌共振

介绍微腔研究理论的发展和微球腔中的光线量子论。测试了488nm激光激发下掺铒磷酸盐玻璃微球的1533nm荧光光谱，分析其谱线中的形貌共振现象及形成机制，并将掺铒磷酸盐玻璃微球的荧光光谱和掺铒磷酸盐体玻璃的荧光光谱进行比较。从实验中得到了掺铒磷酸盐玻璃微球产生的单模振荡幅度。     

超稳定玻璃

非晶态物质处于热力学非平衡状态,稳定性是非晶态材料应用的重要瓶颈,也是理论研究的关键问题.最近人们开发出相当于普通金属玻璃退火上百万年的"超稳定玻璃",为研究非晶态材料的稳定性和非晶态物质的本质提供了新契机.本文简要介绍超稳定玻璃的特点、形成机理以及其对非晶态物理学基本问题提供的新见解和新思路.     

玻璃转变研究进展

玻璃转变是凝聚态物理基础理论中的一个重要问题和难题，是涉及动力学和热力学的众多前沿问题．玻璃转变的理论一直在不断的发展和更新．从20世纪50年代出现的自由体积理论到现在还在不断完善的模态耦合理论及其他众多理论，都只能解决玻璃转变中的某些问题．一个完整的玻璃转变理论仍需要人们作艰苦的努力．为了澄清混淆不清的玻璃转变概念，文章就玻璃转变的概念、研究内容和有关理论的发展进行简述．在分析了几个占主导地位的玻璃转变理论后，阐述了玻璃转变中需要进一步深入研究的问题．     

稀土掺杂硼铝硅酸盐玻璃结构的NMR研究

在Sm2O3掺杂BaO-B2O3-Al2O3-SiO2-Sm2O3(BBASS)玻璃系统的形成性能的研究基础上,借助MAS NMR以及差热测试技术,研究了玻璃的结构特点以及玻璃组成、热处理条件等因素对玻璃结构的影响。研究表明,在未掺稀土的BBAS玻璃结构中,硼氧多面体主要以[BO3]、[BO4]存在,铝氧多面体主要以[AlO4]、[AlO5]、[AlO6]存在;随着BBAS中BaO含量的增加,硼氧三角体[BO3]逐渐向[BO4]转变,铝氧多面体中的[AlO5]、[AlO6]结构单元逐渐向[AlO4]转变;稀土Sm3+具有较强迫积聚作用,能促使玻璃结构中的硼氧多面体形成巨大的网络结构;热处理对玻璃结构中硼氧多面体和铝氧多面体的配位结构影响不大。     

Thermal properties of 3BaO–3TiO2–B2O3 glasses

Transparent glasses in the system 3BaO–3TiO₂–B₂O₃ (BTBO) were fabricated via the conventional melt-quenching technique. The as-quenched samples were confirmed to be non-crystalline by differential thermal analysis (DTA). Thermal parameters were evaluated using non-isothermal DTA experiments. The Kauzmann temperature was found to be 759 K based on heating-rate-dependent glass transition and crystallization temperatures. A theoretical relation for the temperature-dependent viscosity is proposed for these glasses and glass-ceramics.     

不透明玻璃显现出的曙光——块体金属玻璃的发现与应用

在足够高的冷却速度下，如同其他大多数物质一样，金属合金溶体在冷冷却到室温的过程中能够经过玻璃化转变过程变成非晶态固体——金属玻璃。金属玻璃因其具有许多优异和独特的物理、化学和力学性能而一直受到很大的关注。在过去，由于玻璃形成能力的限制，金属合金只能制成厚度为数十数米的薄带状金属玻璃，因而其应用范围受到极大的限制。通过对金属合金的组成、溶体的过冷与稳定性及玻璃形成能力的关系研究，人们用常规的方法在较低的冷却速度下就能在许多金属合金体系中形成三给尺度都达毫米至数厘米的块体金属玻璃，这为金属玻璃获得广泛的应用奠定了基础。     

光学玻璃的发展及其应用

随着光子学技术的发展，利用玻璃和光的相互作用改变光的极化态、频率、相干性和单色性，以及产生光子和探测光子的新型光功能玻璃成为光学玻璃发展的主要方向。本文针对光学玻璃及其在光学和信息技术等相关应用领域的重要性和发展作了介绍，重点阐述了非线性光学玻璃、梯度折射率光学玻璃、激光玻璃以及其他光功能玻璃的主要特性和发展状况，并对我国的光学玻璃工业发展作了回顾。     

Stimulated emission and radiative properties of Nd ions in barium fluorophosphate glass containing sulphate

Spectroscopic properties of Nd³⁺ in barium fluorophosphate glassy matrix containing sulphate have been analysed by fitting the experimental data with the standard Judd-Ofelt theory. Various spectroscopic parameters viz. radiative transition probabilities, radiative decay time, fluorescence branching ratios, electric dipole line strengths, stimulated emission cross sections and optical gain of the principal fluorescence transition from the ⁴F_3/2 metastable level are obtained. Results show that addition of sulphate to the fluorophosphate matrix will enhance the fluorescence spectral properties of Nd³⁺ considerably. Quantum efficiency of the ⁴F_3/2 emission is found to be higher than that of fluorophosphate glasses and stimulated emission cross section of the ⁴F_3/2→⁴I_11/2 transition is the highest among all reported values. Quantitative estimation of the non-radiative processes such as multiphonon relaxation and quenching by water content was carried out and the results show that the water content is below the critical level for optimum laser performance.     

Magnetic properties of Sm-based bulk metallic glasses

We perform detailed investigation on the magnetization and specific heat of Sm-based ternary bulk metallic glasses with different Co contents at low temperature. A low temperature cluster spin-glass phase below T_f ∼25 K is evidenced for all samples. This cluster spin-glass behavior is ascribed to competition among the multi-fold magnetic interactions and the intrinsic structural inhomogeneity. The magnetic relaxation behavior of the spin-glass phase can be well described using the stretched exponential dynamics. The magnetic hysteresis under field-cooling condition and spin dynamics further demonstrate the low temperature cluster spin-glass behavior. It is revealed that the Co atoms play an important role in modulating the physical properties of the present Sm-based ternary metallic glasses.     

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。     

磷酸盐玻璃微球的制备

采用粉末飘浮法制备了磷酸盐玻璃微球。通过使用差热分析仪,X射线衍射仪,扫描电镜和傅里叶变换红外光谱仪对所制备的磷酸盐玻璃微球的性能进行表征。研究结果表明:磷酸盐玻璃微球的玻璃转化温度和析晶温度为580℃和930℃,主晶相为Mg3(PO4)2,直径约为5μm。所制备的磷酸盐玻璃微球可以用于光学微腔的研究。