论文摘要
掺饵光纤放大器（EDFA）因其优异的光学性能,在光传输系统中有广泛应用。碲酸盐玻璃因具有受激发射截面大、增益带较宽等优异的特性,用其作为宽带掺铒光纤放大器基质材料的开发研究已引起国内外的广泛关注。然而,现有碲酸盐玻璃的热膨胀系数较高、热稳定性较差,不利于玻璃光纤的制备和使用。为了使碲酸盐玻璃在光纤激光器或放大器用基质材料领域得到广泛应用,需要对玻璃的化学组成和制备工艺进行科学设计和调控,以获得具有低热膨胀系数、高热稳定性和光学性质优异的碲酸盐玻璃材料。本文通过在TeO2-ZnO-Na2O基础玻璃体系中引入SiO2、B2O3、GeO2和Al2O3等成分调节玻璃组成以改善玻璃的形成能力、热学性质等综合性能。试验中发现TeO2-ZnO-Na2O基础玻璃体系中分别或同时加入B2O3、GeO2可制备其透明度良好,出现气泡、条纹的情况较少的玻璃试样：但是加入Al3O4较难形成外观良好的碲酸盐玻璃,且制备所需的温度较高;加入SiO2的成分体系不可形成玻璃相。采川CCl4做除水剂将炉料浸泡,之后利用熔融法制备了掺饵碲酸盐玻璃。应用傅里叶红外光谱（FTIR）分析玻璃的结构,通过分析比较得知本文采用的炉料浸泡法可有效去除玻璃体系中的羟基。采用示差扫描量热（DSC）和热膨胀系数测试（DTA）分析得到了玻璃转化温度（Tg）、玻璃析晶温度（T、）、玻璃软化温度（Tf）和热膨胀系数（a）,其AT（AT=Tx-Tg）≥155℃,热膨胀系数为8.668-12.279×10-6/℃,本文所制备的Te02-ZnO-Na2O-B203-Ge02（TZNBG）玻璃的析晶峰不明显,热膨胀系数较低且软化温度较高,具有较高的热学稳定性。应用Judd-Ofelt理论分析计算了玻璃的振子强度Ωλ（λ=2,4,6）,跃迁儿率A,荧光分支比β,辐射寿命Ti,计算并与其他玻璃体系比较了Q4/Ω6,本文制备的碲酸盐玻璃具有较小的Q4/Q6,为0.744-0.872。根据McCumber理论计算了受激发射截面σemis和荧光半高宽FWHM,其σemis×FWHM在400～500×10-21cm2·nm之间,σemis×Ti的值达到了80×10-21cm2·ms,与其他地酸盐玻璃体系相比较高。基于所得到的数据可以得出TZNBG体系的玻璃具有低热膨胀高热稳定性,较高的Er3+4l3/2→4I15/2能级跃迁效率和较好的增益带宽性能,是优良的掺铒光纤放大器用基质材料。另外,本文在掺铒TZNBG玻璃体系中掺杂稀士离子Dy。利用Judd-Ofelt理论和McCumber理论分析Er3+/Dy3+共掺TZNBG玻璃的吸收光谱和发射光谱。通过分析所得数据可以得出,在掺杂的Er3+含量为1wt%BG碲酸盐玻璃中,Dy3+的加入使得其Q4/Q6的值随Dy3+的引入量的增加而增大,辐射寿命缩短；掺杂Dy3+的百分含量为0.5wt%时,对Er3+的光学性能具有较好的提高作用,当Dy3+的加入量继续增加时,其发光性能反而随Dy3+加入量的增加而减弱。
论文目录
相关论文文献
- [1].Tb~(3+)掺杂的氟氧碲酸盐玻璃发光性能[J]. 物理学报 2011(04)
- [2].xZnO-20Nb_2O_5-(80-x)TeO_2系玻璃组成对性能影响[J]. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版) 2014(12)
- [3].Tm~(3+)掺杂锗碲酸盐玻璃的近2μm光谱性质[J]. 物理学报 2014(24)
- [4].混合形成体对掺铒碲酸盐玻璃的热力学稳定性和发光性能的影响[J]. 物理学报 2010(08)
- [5].重金属碲酸盐玻璃中Ho~(3+)的红外辐射特性[J]. 光谱学与光谱分析 2009(04)
- [6].Er~(3+)离子对Er~(3+)/Tm~(3+)共掺碲酸盐玻璃1.85μm波段光谱特性的影响[J]. 光电子·激光 2019(06)
- [7].Er~(3+)离子掺杂氧氟碲酸盐玻璃的上转换发光[J]. 稀有金属材料与工程 2008(01)
- [8].La_2O_3含量对Tm~(3+)掺杂碲酸盐玻璃热稳定性及光学性能的影响[J]. 光电子.激光 2014(05)
- [9].超宽带光纤拉曼放大器用多组分碲酸盐玻璃的研究[J]. 科学之友(B版) 2008(05)
- [10].Er掺杂氟碲酸盐玻璃的制备和上转换发光性能的研究[J]. 硅酸盐通报 2017(S1)
- [11].Yb~(3+)掺杂的TeO_2-WO_3-PbO碲酸盐玻璃的光谱性质研究[J]. 玻璃 2018(08)
- [12].Tm~(3+)/Ho~(3+)掺杂碲酸盐玻璃的上转换发光性能与能量转换机制（英文）[J]. 光谱学与光谱分析 2018(01)
- [13].Er~(3+)离子掺杂浓度对碲酸盐玻璃光学跃迁及上转换发光性质的影响[J]. 功能材料 2014(17)
- [14].Tm~(3+)/Yb~(3+)共掺氟氧化物碲酸盐玻璃的上转换发光及光学温度传感[J]. 光子学报 2017(09)
- [15].Er~(3+)单掺与Er~(3+)/Pr~(3+)共掺碲酸盐玻璃的2.7μm光谱性质及能量转移过程[J]. 光学学报 2014(01)
- [16].掺铒TeO_2-Nb_2O_5-ZnO系统玻璃的上转换发光性能[J]. 功能材料 2008(10)
- [17].SiO_2对碲铅铋硅系玻璃粉结构和热学性能的影响[J]. 电子元件与材料 2013(06)
- [18].上海光机所掺铥双包层碲酸盐玻璃光纤获得2μm 1.12W激光输出[J]. 光机电信息 2010(08)
- [19].掺铒0.7TeO_2-0.2ZnO碲酸盐玻璃的热膨胀性能探讨[J]. 硅酸盐通报 2011(06)
- [20].上海光机所掺铥双包层碲酸盐玻璃光纤获得2微米1.12瓦激光输出[J]. 稀土 2010(05)
- [21].WO_3对掺铒碲酸盐玻璃光谱性质的影响[J]. 物理学报 2008(09)
- [22].飞秒激光在掺Er~(3+)“无水”氟碲酸盐玻璃中写入光波导[J]. 光学学报 2015(04)
- [23].氟化物对Er~(3+)/Yb~(3+)共掺的碲酸盐玻璃上转换和红外发光性能的影响[J]. 发光学报 2014(03)
- [24].硼碲酸盐玻璃材料中Er~(3+)光谱性质对组分的依赖关系[J]. 光子学报 2009(04)
- [25].碲铋铌系统玻璃热稳定性及光学带隙研究[J]. 武汉理工大学学报 2008(11)
- [26].Tm~(3+)/Ho~(3+)共掺碲酸盐玻璃的中红外发光及能量传递机理[J]. 中国激光 2012(10)
- [27].上转换碲酸盐玻璃的研究进展[J]. 兵器材料科学与工程 2010(06)
- [28].二氧化硅对铒/铈共掺碲酸盐玻璃光谱性质的影响(英文)[J]. 硅酸盐学报 2014(01)
- [29].掺铒碲酸盐的热稳定性和Judd-Ofelt理论分析(英文)[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2012(08)
- [30].应用于白光显示的碲酸盐玻璃上转换发光特性[J]. 光电子.激光 2010(10)