鐿鉺體系上轉(zhuǎn)換發(fā)光研究與光子晶體頻帶計算.pdf

1、本文采用高溫固相反應(yīng)法制備了系列摻鉺、鐿鉺共摻硅酸鹽玻璃樣品，結(jié)合鐿鉺能量傳遞模型，對鉺離子多個波段的光致發(fā)光特性進行了分析。鐿離子的摻入顯著地提高了三價鉺離子的泵浦效率和激活度，使鉺離子在近紅外 1530nm、可見光664、549nm等波段都有很強的發(fā)射，半值寬度也有所增加。測量結(jié)果同時表明：單摻鉺樣品在近紅外波段光致發(fā)光強度隨摻雜濃度單調(diào)緩慢增加。鐿鉺共摻材料存在最佳的鐿鉺摻雜濃度比，(1)近紅外波段優(yōu)化的鐿鉺摻雜濃度分別為 0.7

2、at％、0.1at％，光致發(fā)光強度比0.1at％單摻鉺樣品增強14倍；(2)可見光波段光致發(fā)光強度隨摻雜濃度快速增強，鐿鉺濃度為4.5at％、0.5at％時的光致發(fā)光強度，比單摻鉺濃度0.5at％的樣品增強180倍。 測量了摻鉺、鐿鉺共摻硅酸鹽玻璃樣品上轉(zhuǎn)換可見光波段光致發(fā)光強度隨溫度的變化規(guī)律，結(jié)合速率方程和多聲子輔助躍遷過程建立了鉺離子綠光發(fā)射強度隨溫度變化的理論模型，并基于熒光強度比技術(shù)討論了摻鉺材料在高溫測量領(lǐng)域的應(yīng)用。

3、在296～723K溫度范圍內(nèi)，高溫時鉺離子綠光波段的發(fā)光強度比室溫下增加了五倍，光學(xué)溫度傳感器靈敏度達到0.0031K<'-1>。對鉺鐿釹硅酸鹽玻璃溫度特性測量和能量傳遞方式分析發(fā)現(xiàn)，三種元素的共摻，不僅有效地提高了釹離子在近紅外發(fā)光的強度，并且在高溫下觀察到了常溫下沒有的發(fā)射峰；利用釹離子813nm 和 887nm雙峰的熒光強度比表征溫度值，靈敏度也達到 0.0035K<'-1>。 利用脈沖激光技術(shù)制備了鐿鉺共摻三氧化二鋁薄膜

4、和硅酸鹽玻璃薄膜，通過對其表面形貌的表征以及光譜測量，分析了激光能量、沉積距離、氧氣分壓等工藝參數(shù)對薄膜材料性能和光學(xué)特性的影響，并進行了初步的總體參數(shù)優(yōu)化。設(shè)計并制作了彎曲光波導(dǎo)放大器，利用束傳輸方法對其傳輸性能進行了模擬，結(jié)果顯示其彎曲損耗為 2.351×10<'-4>dB/cm，設(shè)計了掩模沉積光波導(dǎo)的方法，并進行了初步嘗試。 將光子晶體技術(shù)和光波導(dǎo)放大器技術(shù)相結(jié)合，利用平面波展開法分析了以三氧化二鋁、硅酸鹽玻璃和硅為介質(zhì)的