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《稀土離子摻雜鉍酸鹽玻璃的發(fā)光性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、學校代碼10259學號：156081105密級：上海應用技術大學碩士學位論文題目：稀土離子摻雜鉍酸鹽玻璃的發(fā)光性能研究英文題目：OpticalPropertiesofRareEarthIonsDopedBismuthGlasses專業(yè)：材料化學工程學院：材料科學與工程學院研究方向：發(fā)光玻璃姓名：金文田指導教師：房永征教授2018年5月20日稀土離子摻雜鉍酸鹽玻璃的發(fā)光性能研究摘要稀土離子摻雜發(fā)光玻璃，因其在激光器，光纖放大器，光纖通信和顯示器等領域具有廣泛的應用，而受到研究人員的廣泛關注。鉍酸鹽玻璃具有優(yōu)良的透紅外性能，高折射
2、率，高密度，良好的熱穩(wěn)定性和較低的聲子能量，是一種優(yōu)良的稀土離子摻雜基質材料。采用傳統的熔融法制備了一系列不同Dy3+摻雜濃度的鉍鍺酸鹽玻璃。通過拉曼光譜研究了玻璃樣品的結構，通過吸收光譜、激發(fā)光譜、發(fā)射光譜以及熒光壽命，研究了玻璃樣品在3?m波段和可見光波段的發(fā)光性能。結果表明，所制備的鉍鍺酸鹽玻璃主要是由[BiO3]三角錐體、[BiO6]八面體和[GeO4]四面體通過復雜的網絡結構連接而成。樣品在中紅外區(qū)域具有良好的透過率，最大透過率達到78%。在808nm激光泵浦下獲得了較寬的2.9?m發(fā)光，半高寬高達374nm。當摻入
3、1mol%Dy3+時，發(fā)光強度達到最大，峰值發(fā)射截面為7.78?10-21cm2。在391nm激光泵浦下，樣品發(fā)出白光，并且可以通過調節(jié)Dy3+含量調節(jié)發(fā)光的顏色。因此所研制的鉍鍺酸鹽玻璃在中紅外激光器及白光LED照明領域具有潛在的應用價值。采用高溫熔融法制備了一系列Tm3+/Dy3+共摻雜鉍硅酸鹽玻璃。通過差熱分析曲線、拉曼光譜、紅外透過光譜、吸收光譜、熒光光譜和熒光衰減曲線，對800nm激光泵浦下玻璃樣品的1.47μm波段發(fā)光特性進行了研究。結果表明，制備的鉍硅酸鹽玻璃具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、較低的聲子能量和較高的紅外透過率，
4、在800nm激光泵浦下，隨著Dy3+離子摻雜濃度的逐漸增加，Tm3+：3H33+334→F4能級躍遷和Tm：F4→H6能級躍遷分別對應的1.47μm發(fā)光和1.8μm發(fā)光出現明顯的強度反轉，當Dy3+離子濃度為0.3mol%時，1.47μm波段的發(fā)光峰值強度超過1.8μm發(fā)光，實現了Dy3+對Tm3+1.47μm寬帶發(fā)光的敏化增強，其熒光半高寬(FWHM)為118nm。根據Fuchtbauer–Ladenburg公式計算得到1.47μm波段發(fā)光的最大受激發(fā)射截面(σ-212e)為4.37?10cm，光纖放大品質因子(FWHM?σ
5、-2633+3+e)為5.31?10cm。良好的近紅外寬帶發(fā)光特性表明Tm/Dy共摻鉍硅酸鹽玻璃在S波段光纖放大器領域具有潛在的應用。采用傳統的熔融法制備了Er3+/Tm3+共摻雜鉍硅酸鹽玻璃。通過測試玻璃樣品的吸收光譜和熒光光譜，分析和表征了Er3+、Tm3+離子之間的能量傳遞機制和傳遞效率。結果表明：在800nm和1550nm光源泵浦下，Er3+的摻入能夠增強Tm3+離子1.8μm發(fā)光，相應的最大發(fā)射截面分別為6.7×10-21cm2和7.3×10-21cm2，熒光帶寬達到250nm。根據Dexter-Foster模型，得
6、到Er3+：4I3+313/2能級到Tm：F4能級的直接能量傳遞系數為16.8×10-40cm6/s。結果表明，制備的鉍硅酸鹽玻璃可作為1.8μm激光器材料。關鍵詞：鉍酸鹽玻璃，Dy3+摻雜，Tm3+/Dy3+共摻，Er3+/Tm3+共摻，光譜性質OpticalPropertiesofRareEarthIonsDopedBismuthGlassesAbstractRareearthionsdopedglasseshavebeenwidelyinvestigatedduetotheirpotentialapplicationsi
7、nvariousopticaldevicessuchassolidstatelasers,opticalfiberamplifiers,opticalcommunicationsanddisplay.Bismuthoxideglasseshavebeenconsideredtobeapromisingrareearthiondopedmatrixmaterialduotoitsvariousadvantages,suchashighinfraredtransparency,highrefractiveindex,highden
8、sity,highthermalstabilityandlowphononenergy.BismuthgermanateglassesdopedwithaseriesofdifferentconcentrationsofDy3+ionsweresynthesizedusing
