本文選題：釤離子 + 銪離子�。� 參考：《大連工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：稀土離子摻雜的玻璃作為一種非常重要的光學(xué)材料,可以廣泛用于制備光纖、波導(dǎo)光電子器件,在光通信、激光器、三維顯示和醫(yī)用光源領(lǐng)域存在廣泛的應(yīng)用前景。其中,用于光動(dòng)力學(xué)療法的光纖光源因具備傳統(tǒng)醫(yī)用激光光源和LED光源不具備的優(yōu)勢,有望為制造下一代光動(dòng)力學(xué)醫(yī)用輻射光源開辟新的途徑。本課題制備了銪離子和釤離子單摻的鍺碲酸鹽玻璃(NZPGT),并通過差熱分析、拉曼光譜、吸收光譜、激發(fā)光譜、發(fā)射光譜和光纖光譜儀-積分球測試系統(tǒng)對(duì)其熱性質(zhì)、聲子能量、Judd-Ofelt(J-O)強(qiáng)度參數(shù)、熒光發(fā)射性質(zhì)和熒光外部量子產(chǎn)率進(jìn)行了分析。本課題取得的成果有:1.采用高溫熔融淬火法分別制備了按摩爾百分比為14Na2O?10Zn O?7PbO?19GeO2?50TeO2(纖芯玻璃組分)并分別單摻占玻璃基質(zhì)重量0.2wt%,0.4wt%Sm2O3和0.2wt%,1.2wt%Eu2O3的玻璃樣品。該鍺碲酸鹽玻璃的析晶溫度與轉(zhuǎn)變溫度之間的差值為101°C。這表明該玻璃基質(zhì)具有良好的熱穩(wěn)定性和抗析晶能力,有望拉制出高質(zhì)量的光纖。2.根據(jù)Judd-Ofelt理論,分別由釤離子摻雜鍺碲酸鹽玻璃的吸收光譜和銪離子摻雜鍺碲酸鹽玻璃的發(fā)射光譜,推算出釤離子在該鍺碲酸鹽玻璃基質(zhì)中的J-O強(qiáng)度參數(shù)?t(t=2,4,6)分別為3.52?10?20 cm2,4.70?10?20 cm2和1.90?10?20 cm2;銪離子在該鍺碲酸鹽玻璃基質(zhì)中的J-O強(qiáng)度參數(shù)?t(t=2,4)分別為6.25?10?20 cm2和1.77?10?20 cm2。較大的?2強(qiáng)度參數(shù)表明釤離子和銪離子在該鍺碲酸鹽玻璃基質(zhì)中處于較強(qiáng)的共價(jià)鍵和反演非對(duì)稱性環(huán)境。依據(jù)J-O強(qiáng)度參數(shù),計(jì)算了釤離子和銪離子躍遷振子強(qiáng)度,輻射躍遷壽命和熒光分支比等光譜參數(shù)。由發(fā)射光譜,根據(jù)Füchtbauer-Ladenburg公式計(jì)算出釤離子在645.0 nm(4G5/2?6H9/2)處的最大受激發(fā)射截面為10.00?10?22 cm2;銪離子在612.5 nm(5D0?7F2)處的最大受激發(fā)射截面為2.05?10?21 cm2。3.通過光纖光譜儀-積分球測試系統(tǒng),對(duì)其熒光外部量子產(chǎn)率進(jìn)行了表征;研究發(fā)現(xiàn),在456 nm LED泵浦光源激發(fā)下,釤離子摻雜鍺碲酸鹽玻璃的外部量子產(chǎn)率為6.0%;在391 nm LED和456 nm LED泵浦光源激發(fā)下,銪離子摻雜鍺碲酸鹽玻璃的熒光外部量子產(chǎn)率分別為12%和4.0%。本課題研究表明釤離子和銪離子單摻的鍺碲酸鹽玻璃具有良好的熱穩(wěn)定性、較大的受激發(fā)射截面和高的熒光外部量子產(chǎn)率,為研制出紅色熒光發(fā)射型可應(yīng)用于光動(dòng)力學(xué)療法的光纖光源奠定了理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),有望進(jìn)一步推動(dòng)稀土離子摻雜的光電子材料應(yīng)用于制造醫(yī)療器械的發(fā)展。
[Abstract]:As a very important optical material, rare earth ion doped glass can be widely used in the preparation of optical fiber and waveguide optoelectronic devices. It has a wide range of applications in the field of optical communication, laser, three-dimensional display and medical light sources. The advantage is to open a new way for the manufacture of the next generation photodynamic medical radiation source. This topic has prepared the germanium tellurite glass (NZPGT) doped with europium ions and samarium ions, and through differential thermal analysis, Raman spectrum, absorption spectrum, excitation spectrum, emission spectrum and optical fiber spectrometer - integral ball test system to its thermal properties, phonon Energy, Judd-Ofelt (J-O) intensity parameters, fluorescence emission properties and external quantum yield of fluorescence are analyzed. The achievements of this topic are as follows: 1. the percentage of chiropal was prepared by high temperature melting quenching method, 14Na2O? 10Zn O? 7PbO? 19GeO2? 50TeO2 (core glass component) and the weight 0.2wt%, 0.4wt%Sm2O3 and 0 of glass matrix respectively. .2wt%, 1.2wt%Eu2O3 glass samples. The difference between the crystallization temperature and the transition temperature of the germanium tellurite glass is 101 C.. This shows that the glass matrix has good thermal stability and anti crystallization ability. It is expected to produce high quality fiber.2. based on the Judd-Ofelt theory and the absorption spectra of germanium tellurite glass doped by samarium ions, respectively. The emission spectra of europium ions doped germanium tellurite glass are calculated. The J-O strength parameters of samarium ions in the germanium tellurite glass matrix are calculated to be 3.52? 10? 20 cm2,4.70? 10? 20 cm2 and 1.90? 10? 20 cm2, respectively; the J-O strength parameters of the europium ions in the germanate glass matrix are 6.25? 10? 20 cm2 and 1.77 10? 20 cm2., respectively. The large 2 strength parameters show that SM and europium ions are in a strong covalent bond and inverse asymmetric environment in the germanium tellurite glass matrix. According to the J-O strength parameters, the spectral parameters such as the transition oscillator strength, the radiative transition life and the fluorescence branch ratio of the samarium ions and europium ions are calculated. The emission spectra are based on the F u chtbauer-Ladenburg. The maximum stimulated emission cross section of samarium ions at 645 nm (4G5/2? 6H9/2) is 10? 10? 22 cm2, and the maximum stimulated emission cross section of europium ions at 612.5 nm (5D0? 7F2) is 2.05? 10? 21 cm2.3. through the optical fiber spectrometer integration ball test system, which is characterized by the external quantum yield of the fluorescein; it is found in the 456 nm LED pump. Under the excitation of light source, the external quantum yield of samarium ion doped germanium tellurite glass is 6%. Under the excitation of 391 nm LED and 456 nm LED pump light source, the fluorescence external quantum yield of europium ions doped germanium tellurite glass is 12% and 4.0%., respectively. The study shows that the single doped germanium tellurite glass with samarium ions and europium ions has good thermal stability. Sex, large stimulated emission cross section and high fluorescence quantum yield have laid a theoretical and experimental basis for the development of a red fluorescent emission type fiber light source which can be applied to photodynamic therapy. It is expected to further promote the application of rare earth doped optoelectronic materials to the development of medical devices.
【學(xué)位授予單位】：大連工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ171.734

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本文編號(hào)：2045377