本文關(guān)鍵詞：具有長壽命、高透過氟磷酸鹽微納晶玻璃的制備及性能研究

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【摘要】：隨著固體激光技術(shù)的迅速發(fā)展,高功率激光器已經(jīng)成為研究的熱點之一。目前制約高功率激光器主要是增益介質(zhì)材料,傳統(tǒng)的激光增益材料已經(jīng)滿足不了目前高功率激光器的需求,主要是傳統(tǒng)的激光玻璃和激光晶體增益材料在大尺寸和增益性上的不足,制約了高功率激光器的發(fā)展。為了改善這一現(xiàn)狀,微晶玻璃恰好滿足這一需求,具有高增益、大尺寸等優(yōu)良光學(xué)特性,這為高功率固體激光器提供了一種新型激光介質(zhì)材料。本文將利用兩種方法制備摻Nd~(3+)微晶玻璃激光材料,一種是熱處理法,另一種是二次熔融法。本文研究內(nèi)容和結(jié)果如下:1,基于氟磷酸鹽玻璃經(jīng)典配方進行設(shè)計優(yōu)化,摻雜不同濃度的氧化釹(Nd2O3),質(zhì)量分數(shù)分別為1 Wt%,3 Wt%,5 Wt%。當(dāng)Nd2O3質(zhì)量分數(shù)為1 Wt%時,獲得熒光強度強和熒光壽命長等光學(xué)性能,其中釹離子4F3/2→4I11/2躍遷在1050 nm處熒光壽命τ=629μs,發(fā)射截面sem=4.72×10-20cm-2。2,基于低濃度Nd2O3(1 Wt%)具有優(yōu)良的光學(xué)性能,熱處理(HTT)該玻璃樣品溫度分別500℃、510℃、520℃,析出氟化物納米晶SrAlF_5,通過XRD、TEM、SEM定性的表征析出晶體顆粒的尺寸在納米級別,在510℃時熱處理樣品來控制納米晶體的生長,其熒光衰減壽命是756μs,透光率在1049 nm達到72.2%。3,本實驗用共沉淀方法制備Nd:SrF_2納米晶體,通過調(diào)節(jié)氟磷酸鹽玻璃組分中氟化物和偏磷酸鹽使其折射率與納米晶體Nd:SrF_2匹配,將兩者混合,利用二次熔融法制備微晶玻璃復(fù)合材料。當(dāng)Nd:SrF_2納米晶體質(zhì)量分數(shù)為20 Wt%時,4F3/2→4I11/2躍遷熒光壽命最強,τ=561μs。
【關(guān)鍵詞】：Nd~(3+) 氟磷酸鹽玻璃 微納晶玻璃 SrAlF_5 SrF_2
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ171.733
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 微晶玻璃9
• 1.3 微晶玻璃的應(yīng)用及研究進展9-16
• 1.3.1 硅酸鹽玻璃和微晶玻璃11-12
• 1.3.2 磷酸鹽玻璃和微晶玻璃12-14
• 1.3.3 氟化物玻璃及微晶玻璃14-15
• 1.3.4 碲酸鹽玻璃及微晶玻璃15-16
• 1.4 本論文的研究內(nèi)容和研究思路16-18
• 第二章 實驗樣品的制備及表征18-22
• 2.1 實驗樣品的制備方法18
• 2.2 實驗的表征方法18-21
• 2.2.1 氟磷酸鹽玻璃樣品密度的測定方法18
• 2.2.2 樣品中摻雜稀土離子濃度的測定方法18-19
• 2.2.3 樣品折射率的測試方法19
• 2.2.4 樣品熒光光譜和熒光壽命的測試方法19
• 2.2.5 樣品的差熱分析方法（熱力性分析DSC）19-20
• 2.2.6 樣品物相分析方法（XRD）20
• 2.2.7 透射電子顯微鏡方法（TEM）20
• 2.2.8 掃描電子顯微鏡分析方法（SEM）20
• 2.2.9 J-O理論計算方法20-21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 第三章 摻Nd~(3+)氟磷酸鹽玻璃的制備及光學(xué)性能22-29
• 3.1 前言22
• 3.2 氟磷酸鹽玻璃制備22-23
• 3.3 氟磷酸鹽玻璃表征23-26
• 3.3.1 吸收光譜和透過光譜的測試23-24
• 3.3.2 熒光光譜和熒光壽命的表征24-26
• 3.4 J-O理論的計算26-27
• 3.5 本章小結(jié)27-29
• 第四章 氟鋁酸鍶（SrAlF_5）微納晶玻璃制備及光學(xué)性能29-41
• 4.1 前言29-30
• 4.2 FAP玻璃樣品的制備30
• 4.3 FAP玻璃樣品的測試30-40
• 4.3.1 DSC的測試30-31
• 4.3.2 熱處理的吸收光譜和透過光譜的測試31-32
• 4.3.3 J-O理論計算32-34
• 4.3.4 熱處理后樣品XRD測試及晶體大小計算34
• 4.3.5 熱處理后樣品的微觀結(jié)構(gòu)TEM和SEM測試34-37
• 4.3.6 熒光和熒光壽命光譜分析37-40
• 4.4 本章小結(jié)40-41
• 第五章 SrF_2:Nd微納晶-玻璃復(fù)合材料制備41-50
• 5.1 前言41
• 5.2 納米晶體的制備41-43
• 5.2.1 摻釹SrF_2納米晶體的制備41-42
• 5.2.2 SrF_2:Nd納米晶體的表征42-43
• 5.3 包覆基質(zhì)玻璃的制備及折射率的調(diào)制43-45
• 5.4 摻釹氟化鍶（SrF_2：Nd）納米晶體和氟磷酸鹽基質(zhì)玻璃球磨45-46
• 5.5 SrF_2:Nd微納晶復(fù)合材料制備46-49
• 5.6 本章小結(jié)49-50
• 第六章 總結(jié)與展望50-52
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文52-53
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目53-54
• 致謝54-55
• 參考文獻55-58

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