在過(guò)去的幾十年,中紅外2³μm波段激光因在遙感通信、環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)學(xué)和軍事領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用成為了研究的熱點(diǎn)。增益介質(zhì)是激光技術(shù)發(fā)展的核心,其中玻璃光纖以其優(yōu)異的性能一直受到學(xué)術(shù)領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域的廣泛研究。玻璃光纖主要由稀土離子以及玻璃基質(zhì)構(gòu)成。目前用于2³μm波段發(fā)光的稀土離子主要有Tm³⁺(1.8μm)、Ho³⁺(2.0μm,2.9μm)、Er³⁺(2.7μm)和Dy³⁺(2.9μm)離子等。玻璃基質(zhì)的選取與稀土離子具有同樣的重要性。一種合適的2³μm光纖激光的玻璃基質(zhì)有三個(gè)基本要求:高的玻璃穩(wěn)定性、增益能力和機(jī)械強(qiáng)度。硅鍺酸鹽玻璃結(jié)合了硅酸鹽和鍺酸鹽玻璃兩者的優(yōu)點(diǎn)(高折射率、較好的熱穩(wěn)性、較低的聲子能量和較高的稀土離子溶解度),是一種潛在的中紅外2³μm發(fā)光波段的玻璃基質(zhì)。本文的研究目的是探索一種理想的硅鍺酸鹽玻璃,為今后2³μm激光的應(yīng)用提供一種合適的激光材料。第一章簡(jiǎn)要的論述了激光...

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 中紅外激光的產(chǎn)生
        1.2.1 稀土離子
        1.2.2 2μm發(fā)光稀土離子及其躍遷機(jī)理
        1.2.3 3μm發(fā)光稀土離子及其躍遷機(jī)理
    1.3 中紅外2³μm激光玻璃材料研究進(jìn)展
        1.3.1 石英和硅酸鹽玻璃的研究進(jìn)展
        1.3.2 氟化物玻璃的研究進(jìn)展
        1.3.3 重金屬氧化物玻璃的研究進(jìn)展
    1.4 本論文的研究目的和內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)方法與理論計(jì)算
    2.1 樣品制備
    2.2 性能測(cè)試
        2.2.1 熱學(xué)測(cè)試
        2.2.2 折射率測(cè)試
        2.2.3 密度測(cè)試與稀土離子摻雜濃度計(jì)算
        2.2.4 結(jié)構(gòu)測(cè)試
        2.2.5 光譜測(cè)試
    2.3 光譜理論計(jì)算與分析
        2.3.1 Judd-Ofelt(J-O)理論
        2.3.2 McCumber理論
        2.3.3 Fuchbauer-Ladenbury理論
        2.3.4 稀土離子間的能量傳遞計(jì)算
3 硅鍺酸鹽玻璃物化性能及2μm發(fā)光特性的研究
    3.1 硅鍺酸鹽玻璃的物化性能
        3.1.1 樣品的制備
        3.1.2 玻璃樣品的密度及折射率
        3.1.3 玻璃的熱學(xué)性質(zhì)
        3.1.4 Raman光譜
        3.1.5 XPS光譜
    3.2 Tm³⁺摻雜硅鍺酸鹽2μm發(fā)光特性的研究
        3.2.1 Tm³⁺摻雜SCN、SGGB和BGG玻璃的吸收光譜和Judd-Ofelt分析
        3.2.2 Tm³⁺摻雜SCN、SGGB和BGG玻璃的熒光光譜及能量轉(zhuǎn)移機(jī)理
        3.2.3 Tm³⁺摻雜SCN、SGGB和BGG玻璃的熒光參數(shù)分析
        3.2.4 不同Tm³⁺濃度摻雜SGGB玻璃的熒光光譜
    3.3 Ho³⁺/Yb³⁺/Ce³⁺三摻硅鍺酸鹽玻璃2μm發(fā)光特性的研究
        3.3.1 Ho³⁺/Yb³⁺/Ce³⁺三摻硅鍺酸鹽玻璃的吸收光譜和Judd-Ofelt分析
        3.3.2 Ho³⁺/Yb³⁺/Ce³⁺三摻硅鍺玻璃的熒光光譜
        3.3.3 Ho³⁺/Yb³⁺/Ce³⁺三摻硅鍺玻璃的熒光參數(shù)分析
        3.3.4 Ho³⁺/Yb³⁺/Ce³⁺三摻硅鍺玻璃的熒光衰減壽命
        3.3.5 Ho³⁺/Yb³⁺/Ce³⁺三摻硅鍺玻璃的能量轉(zhuǎn)移機(jī)理和能量轉(zhuǎn)移系數(shù)
    3.4 本章小結(jié)
4 硅鍺酸鹽玻璃3μm發(fā)光特性的研究
    4.1 Ho³⁺/Yb³⁺共摻雜硅鍺酸鹽玻璃3μm發(fā)光特性的研究
        4.1.1 Ho³⁺/Yb³⁺共摻硅鍺酸鹽玻璃的吸收光譜
        4.1.2 Ho³⁺/Yb³⁺共摻硅鍺酸鹽玻璃的熒光光譜及其衰減壽命
        4.1.3 Ho³⁺/Yb³⁺共摻硅鍺玻璃的熒光參數(shù)分析
    4.2 Sm³⁺離子對(duì)Ho³⁺/Yb³⁺共摻雜硅鍺酸鹽玻璃3μm發(fā)光特性的影響
        4.2.1 Ho³⁺/Yb³⁺/Sm³⁺三摻硅鍺酸鹽玻璃的吸收光譜
        4.2.2 Ho³⁺/Yb³⁺/Sm³⁺三摻硅鍺玻璃的熒光光譜
        4.2.3 Ho³⁺/Yb³⁺/Sm³⁺三摻硅鍺玻璃的熒光參數(shù)分析
        4.2.4 Ho³⁺/Yb³⁺/Sm³⁺三摻硅鍺玻璃的能量轉(zhuǎn)移機(jī)理
        4.2.5 Ho³⁺/Yb³⁺/Sm³⁺三摻硅鍺玻璃的熒光衰減壽命
    4.3 本章小結(jié)
5 總結(jié)
    5.1 結(jié)論
    5.2 論文不足之處及展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：3834824