稀土摻雜的中紅外碲酸鹽和鍺酸鹽玻璃材料的制備及光譜性質(zhì)研究.pdf

1、由于中紅外激光在通訊、醫(yī)學、軍事、環(huán)境科學等領域有著廣泛的應用,所以使其成為了發(fā)光研究領域的一個熱點。與晶體材料相比較,玻璃材料有制備工藝簡單、制備周期短及性質(zhì)可控等優(yōu)點,因此,近年來稀土離子摻雜的中紅外玻璃材料的研究受到了人們重視。本論文研究Tm3+、Er3+及Ho3+摻雜的稀土碲酸鹽、鍺酸鹽及鍺碲酸鹽玻璃的合成及其光譜性質(zhì)。論文所取得的主要結果如下:
　　 一、設計并制備了xGeO2-(80-x)TeO2-9.5ZnF2-1

2、0NaF-0.5Ho2O3(x=0,10,20,30,40,50,60,70,80)玻璃樣品,計算并分析這些樣品中Ho3+的Judd-Ofelt參數(shù),發(fā)現(xiàn)Ω2的值隨著玻璃基質(zhì)中TeO2的增加先增大后減小,而Ω4和Ω6隨玻璃組分的變化不大,這可能是由于玻璃基質(zhì)的變化改變了Ho3+周圍晶體場環(huán)境。計算了不同組分玻璃樣品中紅外5I7→5I8的發(fā)射截面和光學增益系數(shù),得出了含20 mol％GeO2和60 mol％ TeO2的樣品的發(fā)射截面最大和

3、最有益于實現(xiàn)Ho3+:5I7→5I8激光發(fā)射。
　　 二、設計并制備了一種摻雜Tm3+的碲酸鹽玻璃材料(70TeO2-10ZnF2-10Al2O3-10NaF),對玻璃的基本物理性質(zhì),如密度、折射率、體積濃度等進行了表征。計算了該玻璃中Tm3+的Judd-Ofelt參數(shù),得到Ω2=5.36×10-20 cm2,Ω4=1.33×10-20cm2,Ω6=0.98×10-20 cm2。計算了Tm3+離子的1D2以下各能級間的光學躍遷振

4、子強度、輻射躍遷速率、各能級躍遷的分支比以及輻射躍遷壽命。對Tm3+的3H4能級的中紅外發(fā)射特性進行了分析,得到了3H6→3H4躍遷的吸收截面及3H4→3H6的躍遷的發(fā)射截面。最后,對中紅外發(fā)射3H4→3H6的增益特性進行了評價。
　　 三、設計并制備了組分為75GeO2-20PbO-10BaO-5K2O-0.5Ag2O-0.5Er2O3的樣品,通過退火在樣品中生長了Ag粒子。利用Mie理論對樣品中Ag粒子的尺寸進行了估計,發(fā)現(xiàn)