本文選題：PLZT陶瓷 + 稀土離子摻雜�。� 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著科學(xué)研究的深入,人們逐漸意識(shí)到稀土摻雜鋯鈦酸鉛鑭(PLZT)陶瓷材料在實(shí)際應(yīng)用中的重要價(jià)值。稀土離子內(nèi)部豐富的能級(jí)結(jié)構(gòu)使PLZT表現(xiàn)出了眾多的新性能,發(fā)光波段的可控性和可調(diào)諧性更使其在激光材料、光學(xué)器件等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。薄膜技術(shù)的興起也使器件的進(jìn)一步小型化、集成化成為可能。PLZT材料中豐富的陷阱使其在光照下可產(chǎn)生光子弱局域效應(yīng),從而產(chǎn)生隨機(jī)激光等現(xiàn)象,為隨機(jī)激光方面的研究提供了新的可能。在本論文中,我們利用稀土離子摻雜PLZT陶瓷材料的發(fā)光特性,研究了稀土離子濃度、種類和泵浦源等因素對(duì)樣品發(fā)光效率的影響,并分析PLZT內(nèi)部陷阱的分布與熒光壽命間的內(nèi)在聯(lián)系,為稀土摻雜PLZT在光放大器、光學(xué)調(diào)制器等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。首先不同稀土離子摻雜的PLZT透明陶瓷薄膜的熒光光譜表明,熒光光譜的峰值強(qiáng)度和不同峰間的分支比與泵浦條件、稀土離子濃度、種類及溫度等因素密切相關(guān)。之后為了進(jìn)一步探究樣品內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)移過程,我們選用脈沖光泵浦Ho~(3+)、Tm~(3+)雙摻PLZT體塊陶瓷材料,其熒光光譜顯示,在高泵浦光照射下,對(duì)應(yīng)各發(fā)射峰處發(fā)射光強(qiáng)隨泵浦光強(qiáng)的雙對(duì)數(shù)曲線斜率均小于上轉(zhuǎn)換過程中其所需的光子數(shù),這與以多能級(jí)模型為理論基礎(chǔ)的能量轉(zhuǎn)移過程相符。最后通過引入PLZT陶瓷材料的缺陷模型,建立了新的PLZT基質(zhì)材料與稀土離子間能量轉(zhuǎn)移的模型。Ho~(3+)、Tm~(3+)雙摻PLZT體塊陶瓷的熒光壽命實(shí)驗(yàn)證明其可作為儲(chǔ)能介質(zhì)進(jìn)行“二次激發(fā)”,也說明摻稀土PLZT陶瓷材料可以產(chǎn)生受激放大作用,為未來的相關(guān)應(yīng)用提供了新的思路。
[Abstract]:With the development of scientific research, people gradually realize the important value of rare earth doped lead zirconate lanthanum titanate (PLZT) ceramic material in practical application.The rich energy level structure of rare earth ions makes PLZT exhibit many new properties. The controllability and tunability of luminescent band make it widely used in laser materials, optical devices and other fields.The rise of thin film technology also makes the devices more miniaturized, and the integration of PLZT materials becomes possible. The abundant traps in PLZT materials make it possible to produce photon weak localization effect under light, thus producing random laser phenomena, and so on.It provides a new possibility for the study of random laser.In this thesis, we studied the effects of rare earth ion concentration, type and pump source on the luminescence efficiency of PLZT ceramics doped with rare earth ions.The relationship between trap distribution and fluorescence lifetime of PLZT is analyzed, which lays a foundation for the application of rare-earth doped PLZT in optical amplifiers and optical modulators.Firstly, the fluorescence spectra of PLZT transparent ceramic films doped with different rare earth ions show that the peak intensity of fluorescence spectra and the branching ratio between different peaks are closely related to pump conditions, rare earth ion concentration, species and temperature.Then, in order to further study the energy transfer process in the sample, we selected the PLZT bulk ceramic material, which was pumped by pulsed light (Ho~(3). The fluorescence spectra showed that under high pump light irradiation,The slope of the double logarithmic curve of the emission intensity corresponding to the pump intensity at each emission peak is smaller than the number of photons needed in the up-conversion process, which is consistent with the energy transfer process based on the multi-level model.Finally, by introducing the defect model of PLZT ceramic material, a new model of energy transfer between PLZT matrix material and rare earth ions.It also shows that rare earth doped PLZT ceramics can produce stimulated amplification, which provides a new idea for future application.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ174.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1753133