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Ho3+和Tm3+共掺铋硅酸盐玻璃发光性能的研究

邓声玉 , 厉宇翔 , 范亚蕾 , 王德强

中国稀土学报 doi:10.11785/S1000-4343.20170304

通过高温熔融法制备了Ho3 +/Tm3+共掺杂的Bi2 O3-SiO2-A1F3-BaF2 (BSF)玻璃.分析了基质玻璃Bi2 O3-SiO2-A1F3-BaF2的声子能量和热稳定性;根据808 nm激光二极管激发下的荧光光谱,得到了Ho2 03和Tm2 03的最佳掺杂浓度,详细分析了Ho3+和Tm3之间的能量转移机制;利用Judd-Ofelt理论计算了Ho3在2 μm处的各项光谱参数.结果表明:基质铋硅酸盐玻璃具有声子能量低、共价性强和热稳定性高的性能.Ho3在铋硅酸盐玻璃中2.0μm处的最大发射截面为δe=1.25×10-20 cm2,Ho3:5I7能级的理论荧光寿命为4.065 ms,实际测量值为3.447 ms.这些优异的性能表明了Ho3+/Tm3+共掺的铋硅酸盐玻璃可作为2 μm激光候选材料.

关键词: 铋硅酸盐玻璃 , 2μm发光 , J-O理论 , 发射截面 , 稀土

Tm3+掺杂Bi2O3-SiO2-PbO玻璃的~2μm发光光谱性质

王欣 , 李科峰 , 凡思军 , 白功勋 , 胡丽丽

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12219

用高温熔融法制备了Tm2O3摩尔掺杂浓度分别为0.1%、0.25%、0.5%、0.75%和1%的33Bi2O3-50SiO2-17PbO玻璃.采用DSC方法对该种玻璃的析晶性能进行研究,发现其Tx-Tg为138℃,说明该玻璃抗析晶性能良好.基于其吸收光谱,采用 Judd-Ofelt理论计算了Tm3+离子的J-O参数和部分激发态能级的跃迁几率、荧光寿命和分支比等光谱参量.分析3F4能级寿命随掺杂浓度变化关系,发现产生自淬灭的临界浓度为3.54x 1020 ions/cm3.用McCumber理论计算在33Bi2O3-50SiO2-17PbO玻璃中Tm3+离子3F4→3H6能级跃迁的吸收截面和发射截面,最大吸收截面和最大受激发射截面分别为3.7×10-21和7.2×10-21 cm2.研究结果表明33Bi2O3-50SiO2-17PbO玻璃具有较好的光谱性质,是一种实现~2μm激光的较理想玻璃基质.

关键词: 铋硅酸盐玻璃 , Tm3+掺杂 , 光谱性质

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