金屬氧化物對鉺鐿共摻磷酸鹽玻璃陶瓷發(fā)光特性影響的研究.pdf

1、近年來,Er3/Yb3+共摻雜磷酸鹽玻璃作為1.5μm微片激光器和光纖放大器的良好基質(zhì)材料,受到了人們極大的關(guān)注。磷酸鹽玻璃中Er3+離子溶解濃度高、受激發(fā)射截面較大、熒光壽命長、Er3+/yb3+間能量傳遞效率高、上轉(zhuǎn)換強(qiáng)度較弱,但是,也存在化學(xué)和機(jī)械穩(wěn)定性稍差、熱導(dǎo)性和軟化溫度也不如硅酸鹽玻璃好等缺點(diǎn),導(dǎo)致了在實(shí)際應(yīng)用上的限制。已有研究表明稀土離子摻雜的透明玻璃陶瓷兼?zhèn)渚w和玻璃的優(yōu)點(diǎn),具有高發(fā)光效率、高透過率、高穩(wěn)定性和發(fā)光波段可

2、調(diào)等性能。而且其熱導(dǎo)性和耐熱沖擊性比較好,更適合用于做大功率激光工作物質(zhì)。
　　 本文首先對玻璃陶瓷激光材料進(jìn)行了簡單介紹,對玻璃的各種組成氧化物的特點(diǎn)進(jìn)行了簡單描述,緊接著在第二章中介紹了材料制備的幾種常用方法,對計(jì)算材料發(fā)光性能的兩種理論:Judd-Ofelt理論和McCumber理論進(jìn)行了介紹,并且根據(jù)磷酸鹽玻璃陶瓷材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)出了合理的實(shí)驗(yàn)研究路線和樣品制備流程。
　　 第三章中制備了不同摩爾組分的P2O

3、5-CaO-NaEO-Al2O3-0.25Er2o30-7.5Yb2o3的磷酸鹽玻璃陶瓷,研究了Er3+在玻璃陶瓷中的光譜性質(zhì)。通過光致發(fā)光譜測量,應(yīng)用J-O理論和McCumbern論較完整地計(jì)算、評價(jià)了各基質(zhì)玻璃陶瓷材料的光譜學(xué)參數(shù)。通過分析對比不同組分的Q參數(shù)和吸收、發(fā)射截面,確定了最有利于Er3+發(fā)光的機(jī)制組分配比。這些結(jié)果對進(jìn)一步優(yōu)化激光器和高增益光纖器件材料有一定的指導(dǎo)作用。
　　 第四章中制備了不同摩爾組分的P2o5

4、-MgO-Li2o-Zio2-0.25Er2O3-7.5YbO2O3的磷酸鹽玻璃陶瓷材料,確定了不同組成組分對Er3+/Yb3+共摻磷酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光以及1.5μm近紅外發(fā)光性能的影響,為進(jìn)一步研究該類稀土摻雜透明磷酸鹽玻璃陶瓷提供了依據(jù)。納米晶的析出對Er3+離子在1.5gm處的近紅外發(fā)光也有積極的影響,其發(fā)射峰出現(xiàn)了一定的Stark劈裂。由光譜性質(zhì)測試和利用J-ON論與McCumber理論對該玻璃陶瓷光學(xué)性能參數(shù)的計(jì)算指出了最佳的