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(xué)、軍事、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,所以使其成為了發(fā)光研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。與晶體材料相比較,玻璃材料有制備工藝簡(jiǎn)單、制備周期短及性質(zhì)可控等優(yōu)點(diǎn),因此,近年來(lái)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(jié)果如下:
　　 一、設(shè)計(jì)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(jì)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?chē)w場(chǎng)環(huán)境。計(jì)算了不同組分玻璃樣品中紅外5I7→5I8的發(fā)射截面和光學(xué)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(shí)現(xiàn)Ho3+:5I7→5I8激光發(fā)射。
　　 二、設(shè)計(jì)并制備了一種摻雜Tm3+的碲酸鹽玻璃材料(70TeO2-10ZnF2-10Al2O3-10NaF),對(duì)玻璃的基本物理性質(zhì),如密度、折射率、體積濃度等進(jìn)行了表征。計(jì)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(jì)算了Tm3+離子的1D2以下各能級(jí)間的光學(xué)躍遷振

4、子強(qiáng)度、輻射躍遷速率、各能級(jí)躍遷的分支比以及輻射躍遷壽命。對(duì)Tm3+的3H4能級(jí)的中紅外發(fā)射特性進(jìn)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(duì)中紅外發(fā)射3H4→3H6的增益特性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
　　 三、設(shè)計(jì)并制備了組分為75GeO2-20PbO-10BaO-5K2O-0.5Ag2O-0.5Er2O3的樣品,通過(guò)退火在樣品中生長(zhǎng)了Ag粒子。利用Mie理論對(duì)樣品中Ag粒子的尺寸進(jìn)行了估計(jì),發(fā)現(xiàn)