铒镱共掺磷酸盐玻璃的制备及光谱性能的研究

铒镱共掺磷酸盐玻璃的制备及光谱性能的研究

论文摘要

共掺Er3+:Yb3+的磷酸盐玻璃可以应用到很多的领域,如:在高比特长光纤通信、激光雷达、激光测距、相干光学传输、军事、医疗等都有极大的应用前景。由于Er3+:Yb3+掺杂的玻璃可以作为1.5μm微片激光器和光波导放大器基质材料而受到人们极大的关注,对这种材料的研究成为热点。本论文制备了一系列的Er3+:Yb3+掺杂的磷酸盐玻璃,包括单掺Er、双掺Er/Yb和Er-Yb-Cr-Ce四掺的实验,分析了不同种氧化物组分含量的变化对玻璃性能的影响;测试了吸收光谱和荧光光谱图;并且根据测试的结果用Judd-Ofelt理论和McCumber理论分析了这种材料的光谱性能和物理化学性能。根据以上的方案制备了这种新型的Er-Yb-Cr-Ce四掺玻璃材料,并且测得在这种四掺玻璃中实现了Er3+荧光寿命8ms,受激发射截面0.8×10-20cm2的光谱特性。在双掺Er/Yb玻璃材料中得到了Yb3+的最佳敏化浓度。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • §1.1 掺铒光波导放大器发展现状
  • §1.2 光纤激光器的最新进展
  • §1.3 本论文研究的内容和工作
  • 第二章 基础理论
  • §2.1 玻璃材料性能简介
  • §2.2 稀土元素简介
  • §2.3 稀土离子光谱性质及相关理论
  • §2.4 铒离子的能量损耗机制
  • 3+发光的光谱展宽理论'>§2.5 ER3+发光的光谱展宽理论
  • §2.6 磷酸盐玻璃基质中的铒/镱离子特性
  • §2.7 三能级与四能级泵浦系统
  • §2.8 JUDD-OFELT理论
  • §2.9 MCCUMBER理论
  • 第三章 掺铒镱磷酸盐玻璃的制备
  • §3.1 磷酸盐玻璃的物理化学特点
  • §3.2 玻璃系统中各氧化物的选择
  • §3.3 铒镱共掺磷酸盐玻璃的制备工艺
  • §3.4 材料性能测试
  • 第四章 结果与讨论
  • §4.1 玻璃工艺的讨论
  • §4.2 玻璃折射率的讨论
  • §4.3 玻璃吸收光谱的讨论
  • §4.4 玻璃荧光光谱的讨论
  • §4.5 MCCUMBER理论分析
  • §4.6 JUDD-OFELT理论分析
  • 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 相关论文文献

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