關(guān)于光電陶瓷PLZT稀土摻雜的發(fā)光特性研究及其電光特性的應(yīng)用.pdf

1、本論文工作以美國波士頓應(yīng)用科技公司與本實驗室的合作項目為依托，著重研究了稀土摻雜PLZT的熒光和上轉(zhuǎn)換發(fā)光的光學特性，并成功地用PLZT可變光衰減器在低工作電壓下對光纖激光器實現(xiàn)了調(diào)Q的脈沖輸出。本論文工作為摻雜PLZT研發(fā)各種高性能光器件提供了物理基礎(chǔ)。論文主要成果有： 1. 對摻釹PLZT的輻射特性進行了研究。由摻釹PLZT的吸收光譜計算得到J-O強度參量，用強度參量結(jié)合其熒光光譜和1066nm處的熒光衰減譜，計算了<'4>

2、F<,3/2>→<'4>I<,J>的自發(fā)輻射躍遷幾率、輻射壽命、量子效率以及受激發(fā)射截面。這些光學參數(shù)表明摻釹PLZT、最有可能制成的是1066nm波長的激光器和光放大器。 2.詳細研究了不同Tm<'3+>摻雜濃度PLZT的光譜特性。從發(fā)光強度、輻射壽命、熒光有效線寬等幾個方面綜合分析，認為7％Tm<'3+>摻雜濃度的PLZT比較合適于有源光器件的研發(fā)；初步研究了Ho<'3+>/Tm<'3+>雙摻PLZT在2岬波段(<'5>I<

3、,7>→I<,8>)的發(fā)光，探討了Tm<'3+>對Ho<'3+>的敏化機制。采用玻爾茲曼分布比較了不同Ho<'3+>濃度下，Tm<'3+>到Ho<'3+>的能量轉(zhuǎn)移效率的變化。 3.研究得到了Er摻雜、Er/Yb雙摻以及Nd摻雜PLZT上轉(zhuǎn)換發(fā)光的一些規(guī)律。摻Er和Er/Yb雙摻的PLZT是一種上轉(zhuǎn)換效率較高的發(fā)光材料。在980nm光的激發(fā)下，能有效發(fā)射可見光。如果進一步增大并調(diào)整Er<'3+>，Yb<'3+>的摻雜濃度，同時因

4、PLZT陶瓷較高的電光系數(shù)，該材料有望制成電光調(diào)Q的雙功能上轉(zhuǎn)換激光器。三種摻雜條件下的發(fā)光強度與抽運強度的對數(shù)關(guān)系曲線都表明該材料的可見發(fā)射光為雙光子過程。又比較了Er/Yb雙摻PLZT在室溫下和加熱條件下上轉(zhuǎn)換發(fā)光強度的變化，從發(fā)光機制上，分析了各個峰隨溫度變化不同的原因。我們還成功觀測到了1％Nd摻雜PLZT在807nm光激發(fā)下的上轉(zhuǎn)換熒光光譜，分析了上轉(zhuǎn)換過程中的激發(fā)態(tài)吸收和能量傳遞過程。 4.首先研究了PLZT可變光衰