pyn-plzt陶瓷光学特性及温度对其发光特性的影响

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1、硕士学位论文PYN-PLZT陶瓷光学特性及温度对其发光特性的影响TEMPERATUREINFLUENCEONPHOTOLUMINESCENCEANDOPTICALPROPERTIESOFPYN-PLZTCERAMICS王忠平哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：O433学校代码：10213国际图书分类号：535密级：公开理学硕士学位论文PYN-PLZT陶瓷光学特性及温度对其发光特性的影响硕士研究生：王忠平导师：张景文教授申请学位：理学硕士学科：光学所在单位：物理系答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O433U.D.C:535

2、DissertationfortheMasterDegreeinScienceTEMPERATUREINFLUENCEONPHOTOLUMINESCENCEANDOPTICALPROPERTIESOFPYN-PLZTCERAMICSCandidate：WangZhongpingSupervisor：Prof.ZhangJingwenAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeofScienceSpeciality：OpticsAffiliation：DepartmentofPhysicsDateofDefence：June,2015Degree-C

3、onferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学理学硕士学位论文摘要PYN-PLZT电光陶瓷材料由PYN与PLZT混合烧制而成，在保证材料透明度的情况下提高了Yb3+离子的浓度。高浓度的Yb3+离子使其在发光材料方面表现出较大潜力。Yb3+离子只存在两个4f能级使得材料不会受到诸如浓度猝灭等情况的影响。同时Yb3+离子较长的能级寿命能够极大的满足高能激光器的需求，这也推动了近年来Yb3+离子增益介质的发展。Yb3+离子的准三能级结构使得材料的性能随外界温度的变化而变化。针对这一问题，本课题对PYN-PLZT陶瓷发光

4、特性随温度的变化进行探究，目的为寻求不同温度下合适工作波长的激光器和放大器提供指导作用，并为提高Yb3+离子掺杂材料性能提供方向。为了了解PYN-PLZT材料在开发多功能光源（激光器与光学放大器）的潜能，我们研究了材料相关的光学、电学、热学与发光特性，也探讨了温度变化的相关影响。课题首先对材料的基本性能进行研究，完成了PYN-PLZT材料透射谱的测量，确定了材料的通光范围和通光能力；随后对材料的介电温谱进行测量，得到材料的介电常数和居里温度；最后测量了材料的二次电光系数及其随温度的变化，对材料的温度稳定性进行了分析。材料在所关注的波段通光良好，适于作为发光基质材料。宽广的介电温

5、谱使得相关的多功能电路温度控制显著放松。在较宽的温度范围内的优良的二次电光系数可以显著降低控制电压。在对PYN-PLZT陶瓷材料相关光谱的测试中，完成了对材料的拉曼光谱测量，了解了材料内部晶格振动能级情况。这对认识该材料作为发光基质的热学特性至关重要。吸收谱的测量帮助我们确定合适的泵浦光波长。为了充分了解其作为发光材料的潜能，我们还利用扩展的J-O理论计算了材料的受激发射截面等相关发光参数随温度的变化，对材料发光特性随温度的变化进行了理论分析。为了认识该材料开发光源的适用波段与温度特性，我们对材料发光光谱随温度的变化进行了测量，直接研究材料发光特性与材料温度之间的关系，并利用系

6、统能级理论计算了材料准三能级系统性能随温度的变化，与实验结果相结合讨论了材料发光特性随温度的变化及其原因。确定了开发光源的最佳波段，以及不同波段适合的工作温度。关键词：PYN-PLZT陶瓷；温度效应；发光特性；准三能级系统-I-哈尔滨工业大学理学硕士学位论文AbstractElectroopticceramicPYN-PLZTisthesolidsolutionofPYNandPLZT,thetransparencyremainshighwhenhighconcentrationofYb3+ionsishigh.ThehighconcentrationofYb3+makeitp

7、romisinginmakingmultifuncationallightsources(lasersandopticalamplifiers).BecauseYb3+ionspossessonlytwomanifold4fenergylevels,theexcitedstateabsorption,transformationandconcentrationquenchingeffectdonotexist,whicharetheimportantfactorsadverselyinflu