稀土铒离子掺杂的铋基玻璃154μm的荧光特性研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论文稀土铒离子掺杂的铋基玻璃1.54μm的荧光特性研究姓名：吴昌根申请学位级别：硕士专业：材料物理与化学指导教师：姚连增20040501中国科学技术大学硕=论支摘要本论文共分为文献综述，理论分析，E，单掺铋碾酸盐交璃在1．541．tm处的荧光光谱性质研究和Er3+厂Yb3+共掺铋硼酸盐玻璃在1．54,urn处的荧光光谱性质研究四部分。在文献综述部分首先对激光玻璃材料的特点，激光玻璃豹组成和基本要求及常用的激光玻璃基质和激活离子作了简单的介绍。然后说明选择稀土离子作为激活离子的原因，稀土光纤放大器目

2、前存在的问题．并对本文研究的稀土Er3+离子的能级结构特点及受激跃迁，用不同的波长的光进，亍泵浦时的不同的上转换现象进行说明，最后分别对Er”掺杂硅酸盐，磷酸盐．碲酸盐，铋酸盐激光玻璃的研究迸琵作了简单的回顾。基本原理和理论分析部分对涉及激光玻璃的基本计算公式，稀土光纤放大器的上转换发光的原理，J—O理论，玻璃的熔制，测试分析方法作了简单的介绍。在实验部分月高温熔融法制各了Er3+单掺和Er3一响3+双掺铋硼酸盐玻璃样品，测量了上述玻璃样品的吸收光谱，荧光光谱，荧光寿命以及红外透过率。对高浓度掺杂Er3一的铋硼酸盐玻璃中

3、的浓度猝灭现象诈出了解释。并且分析了Er3+m3+双掺铋硼酸盐玻璃样品中Yb3+离子对Er3+离子的萋化过程。研究发现E?+／Yb3+双掺铋硼酸盐玻璃在1．5-1．69in波段有宽达81nm融荧光半高宽。实验还发现在熔制过程中通入氧气对其荧光寿命和红外透过率都有明显的提高。由于该玻璃材料表现出较好的物化性能。因此该材料可望成为宽带光纤放大器的适宜的基质材料。关键词：稀土掺杂，铋硼酸盐玻璃，Er3+单掺，Er3+／Yb3+双掺，荧光光谱，宽带放大器4中国科学技术大学硕士论文AbstractThisdissertationi

4、scomposedofthereview,theoreticalanalysis．studyOilEr}．dopedbismuthborateglassandEr3+，Yb3+CO．dopedbismuthborateglassesTheproperties，compositionsandrequirementsofthelaserglassmaterialsarerevie、wed，Theinlxoductionoflasermaterialsandexcitedionsincommonuseis：given．Some

5、disadvantagesinrareearthdopedopdcalamplifierarediscussedatthepresem．TheenergylevelofEr3+andtherelationshipbetweenupconversionandpumpwavelengtharegiven．Theimprovementofsilicatephosphatetellurite，bismuthlaserglassesdopedwithEr3+isdiscussedinthefirstchapterThebasicf

6、ormula，theJudd—Oflelttheory，themeltingmethodofdifferentlaserglasses，thetestingandanalysisofbismuthglass，thetheoryofupconversionarepresentedinthesecondchapter．Intheexperiment．thebismuthborateglassesdopedwithEr3+andCO．dopedwithEr3+，Yb拜werefabricatedbythetechniqueof

7、high-temperaturemelting．Theabsorptionandfluorescencespectra，thefluorescencelifetimeandtmusmissionininfraredrangeweremeasured．Explanationof_concentrationquenchingincaseofhighlevelE一-dopedbismuthborateglassesisgiven．ThesensitizingofYb3+toEr3+inEr3+，Yb”CO．dopedbismu

8、thborateglasseswasdiscussed_Itisfoundthatthebandwidtharound1．5～1．6．I．tminEr3+／yb3+CO．dopedbismuthborateglassreaches81urnandthefluorescencelifetimeofEP+isenhanc