本文選題：氟氯鋯酸鹽玻璃　切入點：Er~(3+)離子　出處：《天津理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來,中紅外激光在軍事、通訊、醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,使其成為發(fā)光領(lǐng)域的研究熱點,如在遠(yuǎn)程遙感技術(shù)、醫(yī)療、通訊等領(lǐng)域的應(yīng)用。因此,近年來稀土離子摻雜的中紅外玻璃材料的研究受到了人們的廣泛重視。氟鋯酸鹽玻璃具有相對較低的聲子能量、較寬的光學(xué)窗口(0.3-7μm)、低反射率、低分散率、易于加工制造等優(yōu)勢,成為重要的中紅外增益介質(zhì)的基質(zhì),是一種適合于紅外波段范圍的波導(dǎo)材料,在光纖激光器、上轉(zhuǎn)換激光器和光纖放大器等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。制備了不同成分的Er~(3+)離子摻雜氟化鋁基氟化物玻璃,利用變溫方法測試了玻璃的發(fā)射光譜。根據(jù)J-O理論分析和計算了自發(fā)輻射幾率Aed、熒光分支比β、輻射壽命τ和光學(xué)參數(shù)Ωt(t=2,4,6)。研究了不同成分非晶玻璃的光譜強度、發(fā)光峰位置和半高寬隨溫度(80-300 K)的變化函數(shù)。在Er~(3+)離子摻雜的氟氯鋯酸鹽玻璃體系中,研究了Cl-離子在進入氟鋯酸鹽玻璃后,影響Er~(3+)離子的特征熒光光譜,Cl-離子的引入顯著增強了氟鋯玻璃的發(fā)光強度,結(jié)合J-O理論參數(shù)計算表明,Cl-離子的引入加強了Er~(3+)離子周圍配位鍵的共價性,減小了局域?qū)ΨQ性。通過中紅外光譜可以看到,在中紅外隨著Cl-離子的加入熒光強度是逐漸增強的。此外,我們還發(fā)現(xiàn),隨著Cl-離子含量的增加,樣品逐漸陶瓷化,在陶瓷化的過程中,氟氯鋯酸鹽玻璃的熒光強度也在增強。在Nd~(3+)離子摻雜的氟氯鋯酸鹽玻璃體系中,通過XRD分析可知,樣品為非晶態(tài)玻璃。Cl-離子在基質(zhì)玻璃網(wǎng)絡(luò)中主要取代的是F-離子,因此不會改變改變氟鋯酸鹽玻璃的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。隨著Cl-離子的濃度的增加,近紅外的熒光強度是逐漸降低的,可是在中紅外波段,隨著Cl-離子濃度的增加,熒光強度得到明顯的提高,此外,我們發(fā)現(xiàn)Nd~(3+)離子的3.9μm的發(fā)射屬于雙光子吸收發(fā)射。
[Abstract]:In recent years, the mid-infrared laser has been widely used in military, communication, medical, environmental science and other fields, making it a research hotspot in the field of luminescence, such as remote sensing technology, medical treatment, communications and other fields. In recent years, the research of rare earth ion doped medium infrared glass has been paid more and more attention. The fluorozirconate glass has the advantages of relatively low phonon energy, wide optical window of 0.3-7 渭 m, low reflectivity, low dispersion, easy to manufacture, etc. As an important medium for medium infrared gain, it is a waveguide material suitable for the infrared band range, in fiber lasers, Up-conversion lasers and fiber amplifiers have been widely used in many fields. Er~(3 ion-doped fluoride glasses with different compositions have been prepared. According to J-O theory, the spontaneous emission probability (Aed), fluorescence branching ratio (尾), radiation lifetime 蟿 and optical parameter 惟 _ t _ (t) _ (2) ~ (2) ~ (2) ~ (6) ~ (6) are analyzed and calculated. The spectral intensity of amorphous glass with different compositions is studied. The variation function of luminescence peak position and half-maximum width with temperature (80-300K). In the system of fluorozirconate glass doped with Er~(3 ion, the influence of Cl-ion on the content of Cl-ion in fluorozirconate glass was studied. The introduction of Cl-ion, which affects the characteristic fluorescence spectrum of Er~(3), significantly enhances the luminescence intensity of fluoro-zirconium glass. The results of J-O theoretical calculation show that the introduction of Cl-ion enhances the covalence of the coordination bond around the Er~(3) ion. The local symmetry is reduced. It can be seen from the mid-infrared spectrum that the fluorescence intensity increases gradually with the addition of Cl-ion. In addition, we also find that the samples become ceramic with the increase of Cl-ion content. The fluorescence intensity of fluorozirconate glasses is also increasing during the process of ceramics. In the system of fluorozirconate glass doped with Nd~(3 ion, the results of XRD analysis show that, The sample is amorphous glass. Cl- ion is mainly replaced by F- ion in the matrix glass network, so it will not change the network structure of fluorozirconate glass. With the increase of Cl- ion concentration, the fluorescence intensity of near infrared decreases gradually. However, in the mid-infrared band, the fluorescence intensity increases obviously with the increase of Cl-ion concentration. In addition, we find that the 3.9-渭 m emission of Nd~(3) ion belongs to two-photon absorption emission.
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ171.1

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本文編號：1579514