本文關(guān)鍵詞：稀土摻雜碲酸鹽玻璃制備及～2.0μm光譜性能研究

  更多相關(guān)文章： 碲酸鹽玻璃 除水 Er~(3+)摻雜 微晶玻璃 Tm~(3+)摻雜 Tm~(3+)/Nd~(3+)共摻雜

【摘要】：近年來,隨著激光和激光器技術(shù)的快速發(fā)展,適用于中紅外波段激光基質(zhì)的玻璃材料成為了研究的一大重點(diǎn)和熱點(diǎn)。碲酸鹽玻璃材料由于其聲子能量相對(duì)較低,物化性能良好,紅外截止波長(zhǎng)相對(duì)較長(zhǎng),對(duì)環(huán)境和人體無毒害的特點(diǎn)和在中紅外波段優(yōu)秀的光學(xué)性能成為了極具應(yīng)用潛力的玻璃基質(zhì)材料。從目前國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展來看,影響碲酸鹽玻璃在中紅外波段激光應(yīng)用的主要因素為基質(zhì)中OH~-濃度,多聲子弛豫速率,稀土離子之間的能量轉(zhuǎn)移等。本文主要在經(jīng)典碲酸鹽玻璃組分的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)研究了不同除水方法對(duì)碲酸鹽玻璃各項(xiàng)性能的影響,并通過微晶化以及共摻雜的方法進(jìn)一步探究和制備光學(xué)性能更為理想的激光玻璃基質(zhì)材料。全文的主要研究?jī)?nèi)容及研究結(jié)果如下:1.為了盡可能的降低碲酸鹽玻璃基質(zhì)中OH~-的含量,實(shí)驗(yàn)對(duì)比了在三種不同除水方式下制備的兩種不同基質(zhì)的碲酸鹽玻璃樣品(TWL2,TWL3,TWL4,TZB2,TZB3,TZB4)和未經(jīng)除水的樣品(TWL1,TZB1)。TWL組分使用無水高純氧鼓泡并通入CCl4進(jìn)行除水能得到OH~-含量?jī)H為0.68×1019 ions/cm3的低含水量碲酸鹽玻璃,并且能觀察到較強(qiáng)的中紅外熒光強(qiáng)度增強(qiáng),并且玻璃樣品的△T極大,滿足光纖拉制要求。對(duì)于TZB組分使用無水高純氧鼓泡并外摻1mol%NH_4HF_2可得到OH~-含量?jī)H為1.25×1019 ions/cm3的低含水量碲酸鹽玻璃,TZB玻璃的聲子能量較低,在2.7μm波段熒光強(qiáng)度較高,可用于制作塊材激光增益介質(zhì)。2.為了改善碲酸鹽玻璃的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性,進(jìn)一步提高碲酸鹽玻璃材料在中紅外的熒光性能,在DSC測(cè)試的基礎(chǔ)上進(jìn)行了340℃以及390℃兩種不同溫度的熱處理,得到了析出Na_2Te_5O_(18)微晶的微晶玻璃,發(fā)現(xiàn)了較強(qiáng)的熒光強(qiáng)度增強(qiáng)現(xiàn)象。3.為了增強(qiáng)碲酸鹽玻璃在中紅外的熒光性能,通過共摻雜Tm~(3+)/Nd~(3+),實(shí)現(xiàn)了Tm~(3+)離子在2.1μm波段較強(qiáng)的熒光發(fā)射。再對(duì)共摻雜的樣品進(jìn)行熱處理及微晶化,成功的進(jìn)一步提高了2.1μm波段的熒光發(fā)射強(qiáng)度。
【關(guān)鍵詞】：碲酸鹽玻璃 除水 Er~(3+)摻雜 微晶玻璃 Tm~(3+)摻雜 Tm~(3+)/Nd~(3+)共摻雜
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ171.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-19
• 1.1 引言8-9
• 1.2 ～3μm波段激光器應(yīng)用9-10
• 1.3 ～3μm波段激光增益介質(zhì)研究進(jìn)展10-12
• 1.4 碲酸鹽玻璃研究進(jìn)展12-15
• 1.5 碲酸鹽玻璃在 2-3μm應(yīng)用及存在問題15-16
• 1.5.1 羥基對(duì)玻璃基質(zhì)的影響15
• 1.5.2 除水工藝15-16
• 1.6 碲酸鹽玻璃微晶化16-17
• 1.7 共摻雜碲酸鹽玻璃17-19
• 第二章 基礎(chǔ)理論19-24
• 2.1 稀土離子發(fā)光原理19-20
• 2.2 OH~-對(duì)中紅外激光玻璃的影響20-21
• 2.3 多聲子弛豫過程21-22
• 2.4 稀土離子之間的能量轉(zhuǎn)移22-24
• 第三章 實(shí)驗(yàn)方法與理論計(jì)算24-28
• 3.1 實(shí)驗(yàn)原材料24
• 3.2 玻璃熔制24-25
• 3.3 樣品的性能測(cè)試25-28
• 3.3.1 密度及稀土離子濃度的測(cè)定25-26
• 3.3.2 折射率測(cè)量26
• 3.3.3 樣品的熱穩(wěn)定性分析26-27
• 3.3.4 樣品的光譜性質(zhì)測(cè)試27
• 3.3.5 物相分析27-28
• 第四章 碲酸鹽玻璃除水研究28-37
• 4.1 引言28
• 4.2 TWL及TZB玻璃的制備28-29
• 4.3 TWL及TZB玻璃的除水效果分析29-35
• 4.4 總結(jié)與討論35-37
• 第五章 Tm~(3+)摻雜微晶玻璃的制備和發(fā)光性能37-44
• 5.1 引言37-38
• 5.2 Tm~(3+)摻雜微晶玻璃母體的制備38
• 5.3 Tm~(3+)摻雜碲酸鹽玻璃微晶化38-40
• 5.4 Tm~(3+)摻雜微晶玻璃光譜研究40-43
• 5.5 總結(jié)與討論43-44
• 第六章 Tm~(3+)/Nd~(3+)共摻微晶玻璃的制備和發(fā)光性能44-50
• 6.1 引言44-45
• 6.2 Tm~(3+)/Nd~(3+)共摻碲酸鹽玻璃的制備和光譜性能45-48
• 6.3 Tm~(3+)/Nd~(3+)共摻碲酸鹽玻璃的微晶化和光譜性能48-49
• 6.4 總結(jié)與討論49-50
• 第七章 總結(jié)與展望50-52
• 參考文獻(xiàn)52-58
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文58-59
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目59-60
• 致謝60

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1 張?zhí)旖?毛艷麗;碲酸鹽玻璃的拉曼光譜研究[J];光散射學(xué)報(bào);2004年04期

2 徐時(shí)清,馬紅萍,張?jiān)谛?沈?yàn)槊?姜中宏;三維立體顯示用稀土摻雜氧鹵碲酸鹽玻璃[J];稀有金屬材料與工程;2005年07期

3 楊殿來;王雪影;林海;趙昕;徐同寬;王永良;馬鐵成;;鉍碲酸鹽玻璃中釤離子的光學(xué)和光譜特性[J];硅酸鹽學(xué)報(bào);2005年12期

4 周亞訓(xùn);戴世勛;周靈;徐鐵峰;聶秋華;黃尚廉;;摻鉺碲酸鹽玻璃中的協(xié)作上轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)移[J];物理學(xué)報(bào);2009年02期

5 薛召露;侯朝霞;王少洪;胡小丹;陸浩然;牛廠磊;王浩;;上轉(zhuǎn)換碲酸鹽玻璃的研究進(jìn)展[J];兵器材料科學(xué)與工程;2010年06期

6 王德利;高折射高透過碲酸鹽玻璃的研究[J];玻璃與搪瓷;1987年05期

7 于春雷,戴世勛,周剛,張軍杰,胡麗麗,姜中宏;摻鉺碲酸鹽玻璃中的濃度猝滅機(jī)理研究[J];物理學(xué)報(bào);2005年08期

8 溫磊;張麗艷;楊建虎;汪國(guó)年;陳偉;胡麗麗;;摻鉺氟(鹵)磷碲酸鹽玻璃的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能研究[J];物理學(xué)報(bào);2006年03期

9 孫堅(jiān);劉粵惠;陳鶴;張勤遠(yuǎn);;摻鉺碲酸鹽玻璃的熱穩(wěn)定性和光譜性能[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào);2006年12期

10 蓋娜;周亞訓(xùn);戴世勛;徐鐵峰;聶秋華;;摻鉺碲酸鹽玻璃光譜特性研究[J];中國(guó)稀土學(xué)報(bào);2009年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊殿來;姜彥妍;陳敏;林海;;鉍碲酸鹽玻璃中鐠離子的可見熒光發(fā)射[A];2005中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)特種玻璃分會(huì)學(xué)術(shù)研討會(huì)會(huì)議論文集[C];2005年

2 廖桂華;;稀土摻雜碲酸鹽/氟碲酸鹽玻璃的制備與表征[A];2013全國(guó)玻璃科學(xué)技術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

3 汪國(guó)年;戴世勛;徐時(shí)清;楊建虎;戴能利;胡麗麗;姜中宏;;碲酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2003年

4 溫磊;張麗艷;楊建虎;汪國(guó)年;陳偉;胡麗麗;;摻鉺氟(鹵)磷碲酸鹽玻璃的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能研究[A];2005中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)特種玻璃分會(huì)學(xué)術(shù)研討會(huì)會(huì)議論文集[C];2005年

5 楊鋼鋒;張勤遠(yuǎn);印冰;姜中宏;;含堿金屬碲酸鹽玻璃低溫粘度的研究[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)特種玻璃分會(huì)第三屆全國(guó)特種玻璃會(huì)議論文集[C];2007年

6 王瑋;徐時(shí)清;鮑仁強(qiáng);章玨;鄭飛;趙士龍;;稀土共摻氧氯碲酸鹽玻璃三基色上轉(zhuǎn)換發(fā)光研究[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)特種玻璃分會(huì)第三屆全國(guó)特種玻璃會(huì)議論文集[C];2007年

7 趙士龍;徐時(shí)清;王寶玲;李晨霞;;用于超寬帶光纖拉曼放大的新型碲酸鹽玻璃研究[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)特種玻璃分會(huì)第三屆全國(guó)特種玻璃會(huì)議論文集[C];2007年

8 孫堅(jiān);楊中民;劉粵惠;陳東丹;;氟氧碲酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換熒光研究[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)特種玻璃分會(huì)第三屆全國(guó)特種玻璃會(huì)議論文集[C];2007年

9 任軍江;;鉺摻雜碲酸鹽玻璃的光學(xué)性能[A];全國(guó)第十一次光纖通信暨第十二屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議（OFCIO’2003）論文集[C];2003年

10 錢奇;王琰;楊鋼鋒;張勤遠(yuǎn);姜中宏;;碲酸鹽玻璃飛秒激光刻寫特性研究[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)特種玻璃分會(huì)第三屆全國(guó)特種玻璃會(huì)議論文集[C];2007年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 何建麗;鈥摻雜氟碲酸鹽玻璃及其光纖的制備與表征[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所);2015年

2 陳東丹;摻稀土碲酸鹽玻璃與光纖應(yīng)用基礎(chǔ)問題研究[D];華南理工大學(xué);2010年

3 成煜;稀土摻雜碲酸鹽玻璃放大光纖的研究[D];武漢理工大學(xué);2006年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李可人;稀土摻雜碲酸鹽玻璃制備及～2.0μm光譜性能研究[D];南京郵電大學(xué);2016年

2 楊殿來;鉍碲酸鹽玻璃中稀土離子的光學(xué)與光譜特性[D];大連輕工業(yè)學(xué)院;2006年

3 周志廣;多組分碲酸鹽玻璃的制備和性質(zhì)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機(jī)械研究所);2011年

4 張?zhí)旖?碲酸鹽玻璃的光譜性質(zhì)研究[D];河南大學(xué);2005年

5 龔勇宏;稀土摻雜碲酸鹽玻璃組成、結(jié)構(gòu)與性能的研究[D];武漢理工大學(xué);2006年

6 任芳;碲酸鹽玻璃的制備和性能研究[D];中南大學(xué);2012年

7 文劍;稀土摻雜碲酸鹽玻璃及光纖的新波段光譜特性研究[D];華南理工大學(xué);2013年

8 王廣川;稀土摻雜的碲酸鹽玻璃的制備與光學(xué)性能研究[D];重慶郵電大學(xué);2013年

9 李杭鑫;稀土摻雜氟碲酸鹽玻璃陶瓷制備及發(fā)光性能研究[D];沈陽大學(xué);2014年

10 李佳;一種新型摻鉺碲酸鹽玻璃的研究[D];云南師范大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：557433