稀土离子掺杂氟化物玻璃的中红外发光特性研究

来源 :天津理工大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:michael2000
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近年来,中红外激光在军事、通讯、医学、环境科学等领域有着广泛的应用,使其成为发光领域的研究热点,如在远程遥感技术、医疗、通讯等领域的应用。因此,近年来稀土离子掺杂的中红外玻璃材料的研究受到了人们的广泛重视。氟锆酸盐玻璃具有相对较低的声子能量、较宽的光学窗口(0.3-7μm)、低反射率、低分散率、易于加工制造等优势,成为重要的中红外增益介质的基质,是一种适合于红外波段范围的波导材料,在光纤激光器、上转换激光器和光纤放大器等领域具有广泛的应用。制备了不同成分的Er3+离子掺杂氟化铝基氟化物玻璃,利用变温方法测试了玻璃的发射光谱。根据J-O理论分析和计算了自发辐射几率Aed、荧光分支比β、辐射寿命τ和光学参数Ωt(t=2,4,6)。研究了不同成分非晶玻璃的光谱强度、发光峰位置和半高宽随温度(80-300 K)的变化函数。在Er3+离子掺杂的氟氯锆酸盐玻璃体系中,研究了Cl-离子在进入氟锆酸盐玻璃后,影响Er3+离子的特征荧光光谱,Cl-离子的引入显著增强了氟锆玻璃的发光强度,结合J-O理论参数计算表明,Cl-离子的引入加强了Er3+离子周围配位键的共价性,减小了局域对称性。通过中红外光谱可以看到,在中红外随着Cl-离子的加入荧光强度是逐渐增强的。此外,我们还发现,随着Cl-离子含量的增加,样品逐渐陶瓷化,在陶瓷化的过程中,氟氯锆酸盐玻璃的荧光强度也在增强。在Nd3+离子掺杂的氟氯锆酸盐玻璃体系中,通过XRD分析可知,样品为非晶态玻璃。Cl-离子在基质玻璃网络中主要取代的是F-离子,因此不会改变改变氟锆酸盐玻璃的网络结构。随着Cl-离子的浓度的增加,近红外的荧光强度是逐渐降低的,可是在中红外波段,随着Cl-离子浓度的增加,荧光强度得到明显的提高,此外,我们发现Nd3+离子的3.9μm的发射属于双光子吸收发射。
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