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Tm3+掺杂锗铌酸盐玻璃及其红外光谱特性

张勤远 王勇超 夏海平 章践立

Tm3+掺杂锗铌酸盐玻璃及其红外光谱特性

张勤远, 王勇超, 夏海平, 章践立
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  • 用高温熔融法制备了相同质量百分比浓度4%Tm2O3掺杂浓度下(90-x)GeO2-xNb2O5-10Na2O(其中数字为摩尔百分比x=1,2,4,6,8)以及Tm2O3掺杂浓度分别为质量百分比1%,2%,3%,4%下86GeO2-4Nb2O5-10Na2O(其中数字为摩尔分数)系列玻璃.研究了Nb2O5组分对玻璃热稳定性,荧光强度和J-O参数的影响.应用Judd-Ofelt理论,计算了Tm3+离子在Nb2O5浓度不同时的J-O强度参数(Ω2,Ω4,Ω6)及Tm3+离子各激发态能级的自发跃迁概率、荧光分支比以及辐射寿命等光谱参量.根据McCumber理论,计算了Tm3+离子能级3F4→3H6(1.8 μm)跃迁的吸收截面和受激发射截面.从获得的吸收截面、发射截面与离子掺杂浓度计算了1.8 μm荧光波段的增益截面曲线.在808 nm波长光的激发下,研究了Tm3+掺杂玻璃在1.47与1.8 μm附近的荧光特性.发现当Tm2O3掺杂浓度为质量百分比3%时,在1.8 μm处的荧光强度达最大,然后随着掺杂浓度的增大,其荧光强度反而降低;当Nb2O5摩尔分数含量大约在2%时,Tm3+在1.8 μm处的荧光强度最强.并讨论了Nb2O5组分变化对玻璃结构与光谱特性的影响情况.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 60777030), 宁波市重点实验室开放基金(批准号: 2007A22010),宁波大学王宽诚幸福基金资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-12-06
  • 修回日期:  2009-12-25
  • 刊出日期:  2010-08-15

Tm3+掺杂锗铌酸盐玻璃及其红外光谱特性

  • 1. (1)华南理工大学光通信材料研究所特种功能材料教育部重点实验室,广州 510640; (2)宁波大学光电子功能材料重点实验室,宁波 315211
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 60777030), 宁波市重点实验室开放基金(批准号: 2007A22010),宁波大学王宽诚幸福基金资助的课题.

摘要: 用高温熔融法制备了相同质量百分比浓度4%Tm2O3掺杂浓度下(90-x)GeO2-xNb2O5-10Na2O(其中数字为摩尔百分比x=1,2,4,6,8)以及Tm2O3掺杂浓度分别为质量百分比1%,2%,3%,4%下86GeO2-4Nb2O5-10Na2O(其中数字为摩尔分数)系列玻璃.研究了Nb2O5组分对玻璃热稳定性,荧光强度和J-O参数的影响.应用Judd-Ofelt理论,计算了Tm3+离子在Nb2O5浓度不同时的J-O强度参数(Ω2,Ω4,Ω6)及Tm3+离子各激发态能级的自发跃迁概率、荧光分支比以及辐射寿命等光谱参量.根据McCumber理论,计算了Tm3+离子能级3F4→3H6(1.8 μm)跃迁的吸收截面和受激发射截面.从获得的吸收截面、发射截面与离子掺杂浓度计算了1.8 μm荧光波段的增益截面曲线.在808 nm波长光的激发下,研究了Tm3+掺杂玻璃在1.47与1.8 μm附近的荧光特性.发现当Tm2O3掺杂浓度为质量百分比3%时,在1.8 μm处的荧光强度达最大,然后随着掺杂浓度的增大,其荧光强度反而降低;当Nb2O5摩尔分数含量大约在2%时,Tm3+在1.8 μm处的荧光强度最强.并讨论了Nb2O5组分变化对玻璃结构与光谱特性的影响情况.

English Abstract

参考文献 (23)

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