Pr3+掺杂氟碲酸盐玻璃的光学性质与荧光发射特性.pdf

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4、究生：杜阳阳指导教师：林海教授2015年6月摘要稀土掺杂氧化物玻璃发光材料在彩色显示、光存储、光学探测器、固体激光器以及红外光学放大器等方面有着巨大的应用前景，一直是人们研究的热点和焦点。在众多氧化物玻璃体系中，碲酸盐玻璃相比较于传统的玻璃体系如硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃和磷酸盐玻璃，不仅具有较低的声子能量，适合于红外发光波段的信号放大器，同时碲酸盐玻璃还具有良好的化学稳定性和热稳定性，高稀土离子溶解度。另外，碲酸盐玻璃基质中氟化物的添加可以提高玻璃的热稳定性和透光性能。本课题利用带有CCD探测器的积分球系统，通过标准卤素灯对测试系统定标，可以对稀

5、土掺杂的玻璃样品进行绝对光3+谱参数表征，更加直观地描述了稀土Pr离子跃迁发射的光谱功率分布，避免了通过相对强度估算发光性能参量所引起的误差，为光学发光材料的准确测量与表征提供了一种可靠方法。本工作取得了如下几个成果：1.设计了氟碲酸盐玻璃基质的摩尔组分比为4BaF2−4AlF3−16BaO−6La2O3−70TeO2，简称BABLT玻璃。在此基础上，Pr6O11的掺杂浓度为基质质量的0.2wt%和0.05wt%。成功制得两个玻璃样品并表征了玻璃样品折射率和密度。2.通过DTA曲线表征了玻璃的热学性能，发现氟化物的添加可以提高了碲酸盐玻璃的玻璃

6、转变温度和热稳定性。3+3+3.采用Judd-Ofelt理论拟合了Pr的吸收光谱，解出了Pr的J-O参数Ω（tt=2,4,6）−20−20−2023+分别是3.96×10，5.72×10和3.69×10cm，并根据J-O参数计算了Pr的跃迁振子333313强度、自发辐射寿命和荧光分支比等理论光谱参数。P0→F2，P0→H6，D2→H4，11−1−1−1−1D2→G4转变的自发辐射跃迁几率分别为23265s，6088s，1426s，693s。3+114.在近红外波段观察到对应于Pr:D2→G4的红外1474nm发射，测了此发射的寿命衰减曲线，通过

7、拟合寿命衰减曲线得到了0.2wt%Pr6O11掺杂样品发射的实际寿命为54.4μs，并根据理论寿命得到1474nm发光的内量子效率为33%。3+5.利用积分球配以CCD探测器的光谱测试系统，对Pr掺杂氟碲酸盐（BABLT）玻璃的荧光光谱进行绝对参数表征。研究发现在商用457nm蓝光LED的激发下，0.2wt%Pr6O11掺杂样品在380−780nm光谱范围内的辐射通量为7900μW，在570−720nm光谱范围内辐射通量为299μW，占比3.8%。在0.05wt%Pr6O11掺杂样品中，380−780nm范围I总辐射通量为8521μW，在570

8、−720nm光谱范围内辐射通量为147μW，占比1.7%。0.05wt%和0.2wt%Pr6O11掺杂的BABLT氟碲酸盐玻璃样品的量子产率分别为9.