鉍碲酸鹽玻璃中稀土離子的光學(xué)與光譜特性.pdf

1、稀土摻雜的光學(xué)玻璃在熒光顯示器、光學(xué)探測(cè)器、光學(xué)存儲(chǔ)器、固體激光器、光學(xué)光纖、波導(dǎo)激光器和光學(xué)放大器等方面有著巨大的應(yīng)用前景，一直是人們研究的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。在氧化物玻璃中，碲酸鹽玻璃的聲子能量遠(yuǎn)小于硼酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃、硅酸鹽玻璃和鍺酸鹽玻璃，稀土離子可以獲得高效的熒光發(fā)射。在傳統(tǒng)碲酸鹽玻璃的基礎(chǔ)上，添加氧化鉍，不僅能進(jìn)一步降低玻璃的聲子能量，同時(shí)有助于提高玻璃的折射率，提高稀土離子的輻射弛豫速率，獲得高效躍遷發(fā)射。基于這種考慮，本文合

2、成設(shè)計(jì)了新型的鉍碲酸鹽玻璃，研究稀土離子在其中的光學(xué)與光譜特性，取得以下成果與進(jìn)展： 1.制備了pr3+摻雜7.5Li2O-7.5K2O-5BaO-5Bi2O3-75TeO2鉍碲酸鹽玻璃(LKBBT-Ⅰ)。紫外燈和藍(lán)色發(fā)光二極管下觀察，玻璃發(fā)出明亮的紅光。488nm激發(fā)下記錄了pr3+的可見(jiàn)熒光光譜有6個(gè)發(fā)射峰，位于530nm，616nm，647nm，684nm，708nm和732nm，分別對(duì)應(yīng)Pr3+的3p0→3H5，1D2→

3、3H4，3p0→3F2，1D2→3H5，3p0→3F3和3p0→3F4躍遷。Pr3+的激發(fā)光譜(監(jiān)測(cè)647nm發(fā)射)由3個(gè)激發(fā)峰組成，分別位于448nm，473nm和486nm。 2.對(duì)Tm3+/Yb3+共摻雜LKBBT-Ⅰ玻璃的吸收、熒光和紅外透過(guò)光譜展開(kāi)了測(cè)試與分析，根據(jù)J-O理論，求得Tm3+的振子強(qiáng)度參數(shù)Ωt(t=2，4，6)分別為3.90×10-20，2.03×10-20和9.03×10-21cm2，并進(jìn)一步計(jì)算出Tm

4、3+在玻璃中各能級(jí)躍遷的振子強(qiáng)度、自發(fā)輻射躍遷幾率、輻射壽命和熒光分支比等光譜參數(shù)。980nm半導(dǎo)體激光器激發(fā)下.觀察到強(qiáng)烈的藍(lán)色和近紅外上轉(zhuǎn)換熒光，測(cè)量并討論了藍(lán)色、近紅外上轉(zhuǎn)換熒光強(qiáng)度與激光功率的關(guān)系，并判斷出藍(lán)光和近紅光的發(fā)射分別為三光子和雙光子過(guò)程。 3.合成制備了具有高折射率Sm3+摻雜5Li2O-5K2O-5BaO-10Bi2O3-75TeO2鉍碲酸鹽玻璃(LKBBT-Ⅱ)。對(duì)玻璃的吸收和熒光光譜進(jìn)行了測(cè)試與分析，根

5、據(jù)Judd-Ofelt理論對(duì)吸收光譜進(jìn)行擬合，求得Sm3+的振子強(qiáng)度參數(shù)Ωt(t=2，4，6)分別為4.73×10-20，2.78×10-20，1.77×10-20cm2，并進(jìn)一步計(jì)算出Sm3+在玻璃中各能級(jí)躍遷的振子強(qiáng)度、自發(fā)輻射躍遷幾率、輻射壽命和熒光分支比等光譜參數(shù)。紫外光激發(fā)下，Sm3+摻雜鉍碲酸鹽玻璃發(fā)出明亮的橙紅色光。 4.Eu3+摻雜LKBBT-Ⅱ鉍碲酸鹽玻璃中除了觀察到位于587，615，652和703nm，對(duì)應(yīng)

6、5D0→7FJ(J=1，2，3，4)的常見(jiàn)躍遷發(fā)射，還獲得了從更高能級(jí)5DJ(J=1，2，3)的向下躍遷發(fā)射。包括位于420nm，431nm，446nm，466nm，490nm，513nm，537nm和556nm的發(fā)射峰，分別對(duì)應(yīng)于5D3→7F1，5D3→7F2，5D3→7F3，5D3→7F4，5D2→7F2，5D2→7F3，5D1→7F1和5D1→7F2的多通道躍遷發(fā)射。 新型鉍碲酸鹽玻璃中，多種稀土離子pr3+、Sm3+、E