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激光器用Yb3+掺杂钨锌镧碲酸盐玻璃的热学、光谱和激光性质

汪国年 , 杨建虎 , 徐时清 , 张军杰 , 戴世勋 , 胡丽丽 , 姜中宏

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2004.05.006

设计组成为70TeO2-(20-x)ZnO-xWO3-5La2O3-2.5K2O-2.5Na2O-1Yb2O3(x=0,5,10,15和20mol%)的碲酸盐激光玻璃, 测试了物理性质、吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命, 计算了Yb3+离子的吸收截面、受激发射截面、荧光有效线宽等参数.结果表明, 随着WO3含量的增加, 玻璃的热稳定性下降; 当x=15mol%时, 具有体系中最好的光谱性质: 高的受激发射截面(1.32pm2)、长的荧光寿命(0.93ms)和宽的荧光有效线宽(74.5nm), 通过激光性能评价, 最小泵浦强度为0.92kW/cm2, 表明掺Yb3+该组分碲酸盐玻璃是实现高能短脉冲可调谐激光器的理想增益介质.

关键词: Yb3+掺杂碲酸盐玻璃 , 光谱性质 , 热稳定性

Yb³⁺掺杂SiO₂-Bi₂O₃-B₂O₃玻璃的物理性质及光谱性质

戴能利 , 杨建虎 , 戴世勋 , 胡丽丽 , 张德宝

无机材料学报

选取玻璃组分60SiO₂-xBi₂O₃-(30-x)B₂O₃-2K₂O-7Na₂O-1Yb₂O₃(以mol％记,x=0,5,10,15,20,25,30)为研究对象。通过测试试样的物理性质和光谱性质,应用倒易法(reciprocity method)计算Yb³⁺离子的受激发射截面(σ_emi),并且计算了Yb³⁺的自发辐射几率(A_rad),²F_5/2能级的辐射寿命(T_rad)。讨论了玻璃中Bi₂O₃和B₂O₃的组成变化对其物理性质、Yb³⁺离子的吸收特性、发光特性以及OH^-离子对实测Yb³⁺荧光寿命(T_f)的影响。结果表明:Yb³⁺掺杂的Si₂-Bi₂O₃-B₂O₃具有较好的光谱性能,是一种新型的Yb³⁺掺杂双包层光纤候选基质材料。

关键词: Yb³⁺掺杂 , SiO₂-Bi₂O₃-B₂O₃ glasses , physical and spectroscopic properties , null

掺铒铋酸盐玻璃光谱性质的混合形成体效应

杨建虎 , 戴世勋 , 戴能利 , 胡丽丽 , 姜中宏

无机材料学报

测得了Er³⁺离子在铋酸盐玻璃系列(50～75)Bi₂O₃-(20～45)B₂O₃-5Na₂O,70Bi₂O₃-(17～25)B₂O₃-xZrF₄-5Na₂O,70Bi₂O₃-(0～25)B₂O₃-(0～25)SiO₂-5Na₂O中的吸收光谱、荧光光谱及⁴I_13/2能级荧光寿命。提出并研究了Er³⁺离子光谱性质的混合形成体效应,结果表明Er³⁺离子在铋酸盐玻璃中通过混合形成体效应可以获得较大的有效线宽(△λ_eff=62～80nm)、较高的受激发射截面(σ_e=0.76～0.84×10^-20cm^~2)、较宽的荧光半高宽(FWHM=55～80nm)以及较长的荧光寿命(T_m=1.6～4.3ms),说明掺Er³⁺铋酸盐玻璃是光纤放大器实现宽带和高增益放大较为理想的基质材料。

关键词: 混合形成体效应 , bismuth-based glass , spectroscopy , Er³⁺ ion

MF2(M=Mg,Ca,Zn,Sr,Ba)对掺Yb3+磷酸盐玻璃性质的影响

戴世勋 , 杨建虎 , 戴能利 , 胡丽丽 , 姜中宏

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2003.03.005

熔制了60P2O5.6Al2O3@(33-x)BaO.xBaF2.1Yb2O3(x=0,3,6,9)和60P2O5.6Al2O3.27BaO@6MF2.1Yb2O3(M=Mg、Ca、Sr、Zn、Ba)(分子分数)玻璃,测试了其折射率、密度、转变温度、析晶温度、熔点温度、红外光谱和紫外吸收光谱,讨论了二价氟化物MF2(M=Mg、Ca、Sr、Zn、Ba)对磷酸盐玻璃热稳定性及内部结构的影响,测试了Yb3+离子的吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命,计算了光谱参数,讨论了MF2对Yb3+磷酸盐玻璃光谱性质的影响.结果表明二价金属氟化物是作为网络外体进入到磷酸盐玻璃结构中,并没有改变磷酸盐玻璃内部的[PO4]链状结构,二价金属氟化物还有助于提高Yb3+离子的受激发射截面,和自发辐射几率,荧光半高宽.

关键词: 掺镱激光玻璃 , 氟化物 , 磷酸盐玻璃 , 光谱

掺铒铋酸盐玻璃光谱性质的混合形成体效应

杨建虎 , 戴世勋 , 戴能利 , 胡丽丽 , 姜中宏

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2003.04.007

测得了Er3+离子在铋酸盐玻璃系列(50～75)Bi2O3-(20～45)B2O3-5Na2O,70Bi2O3-(17～25)B2O3-xZrF4-5Na2O,70Bi2O3-(0～25)B2O3-(0～25)SiO2-5Na2O中的吸收光谱、荧光光谱及4I13/2能级荧光寿命.提出并研究了Er3+离子光谱性质的混合形成体效应,结果表明Er3+离子在铋酸盐玻璃中通过混合形成体效应可以获得较大的有效线宽(△λeff＝62～80nm)、较高的受激发射截面(σe＝0.76～0.84×10-20cm2)、较宽的荧光半高宽(FWHM＝55～80nm)以及较长的荧光寿命(τm＝1.6～4.3ms),说明掺Er3+铋酸盐玻璃是光纤放大器实现宽带和高增益放大较为理想的基质材料.

关键词: 混合形成体效应 , 铋酸盐玻璃 , 光谱性质 , Er3+离子

Yb3+掺杂SiO2-Bi2O3-B2O3玻璃的物理性质及光谱性质

戴能利 , 杨建虎 , 戴世勋 , 胡丽丽 , 张德宝

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2003.04.006

选取玻璃组分60SiO2-xBi2O3-(30-x)B2O3-2K2O-7Na2O-1Yb2O3(以mol%记,x＝0,5,10,15,20,25,30)为研究对象.通过测试试样的物理性质和光谱性质,应用倒易法(reciprocity method)计算Yb3+离子的受激发射截面(σemi),并且计算了Yb3+的自发辐射几率(Arad),2F5/2能级的辐射寿命(Trad).讨论了玻璃中Bi2O3和B2O3的组成变化对其物理性质、Yb3+离子的吸收特性、发光特性以及OH-离子对实测Yb3+荧光寿命(τf)的影响.结果表明:Yb3+掺杂的SiO2-Bi2O3-B2O3具有较好的光谱性能,是一种新型的Yb3+掺杂双包层光纤候选基质材料.

关键词: Yb3+掺杂 , SiO2-Bi2O3-B2O3玻璃 , 物理性质 , 光谱性质

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