30473.鉺離子輔照摻雜幾種光電晶體熒光特性的研究

1、山東建筑大學碩士學位論文題目鉺離子輻照摻雜幾種光電晶體熒光特性的研究國家自然科學基金資助項目(No11005070)山東省自然科學基金資助項目(NoZR2011AQ026)計：學位論文54頁表格個插圖42幅評閱人：指導教師：學院院長：學位論文完成日期：塞山東建筑大學碩士學位論文摘要稀土元素通常具有豐富的光電磁性質，因此常被摻雜到其他材料中作為發(fā)光中心。尤其是Er3，其4f層上電子在能級間的躍遷發(fā)射出的熒光波長在153岬附近，對應硅基光纖

2、通信的最低損耗窗[21。因此，可依據E，的受激輻射原理，把適當濃度的鉺摻入合適的基底中制備出光放大器，從而實現(xiàn)對153岬波段的信號光的放大。此外，Er3的發(fā)光源于4f層上電子的躍遷，但由于受到填滿的次外層的屏蔽作用，故Er3的發(fā)光波長不容易受到基底材料局域場環(huán)境的影響。因此，研究Ers摻雜發(fā)光材料的熒光特性具有重要的現(xiàn)實意義。本論文的主要研究內容包括：以離子輻照的方法對石英晶體、熔融石英、KTP、RTP以及SiC等光電晶體進行了Er3摻

3、雜，分析Er3在基底材料中的分布情況和光致熒光發(fā)光情況；對部分樣品進行了退火處理，通過分析退火處理后的樣品的熒光光譜探討晶格、缺陷對摻鉺發(fā)光材料熒光特性的影響機理；利用鎳離子注入摻釹硅酸鹽玻璃制備了單模波導，分析了離子輻照對波導結構的折射率變化的影響，對單模波導的暗模特性、近場光強分布以及傳輸損耗情況等進行了測量。本論文工作的主要結論為：(1)利用離子輻照的方法，以500KeV的能量、3x1015cm’2的劑量在石英晶體和熔融石英中進行

4、Ef3摻雜，在室溫及12K低溫下均觀察到了153岬波長附近的熒光，退火處理后摻鉺熔融石英的熒光強度增強，摻鉺石英晶體12K低溫下的熒光強度有所變弱，我們推測退火處理在修復缺陷同時導致了摻鉺石英晶體的再結晶現(xiàn)象，使得石英晶體中3價態(tài)的鉺離子有所減少，降低了E，的熒光發(fā)光效率。(2)采用離子輻照的方法在500KeV、3x10ucm’2的條件下制備摻鉺KTP和RTP，在室溫及12K低溫下均觀測到摻鉺KTP在153岬波長附近尖銳的熒光峰，而摻鉺

5、RTP在12K低溫下熒光比較微弱，這與基底晶格結構有關，Er3更容易取代K的位置形成ErSK復合發(fā)光中心。退火處理后摻鉺KTP和RTP在室溫下出現(xiàn)熒光猝滅現(xiàn)象，我們推測退火處理導致缺陷的類型和特征發(fā)生變化，導致激發(fā)態(tài)E13非輻射躍遷過程的發(fā)生，降低了Er3的激活濃度。(3)利用離子輻照的方法以280KeV的能量制備摻鉺SiC，劑量分別為51013cm～、l1014cm～、5x1014cm一，在12K低溫下均出現(xiàn)了1238nm波長附近尖銳