2-3 μm的激光在諸多領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景,開發(fā)該波段的激光增益材料成為重要的研究熱點(diǎn)。近年來,對(duì)該波段的激光輸出的玻璃材料的研究重點(diǎn)從傳統(tǒng)的石英玻璃和氟化物玻璃向重金屬氧化物玻璃方向轉(zhuǎn)移。碲酸鹽玻璃作為一種非常重要的重金屬氧化物玻璃,不但物化性能良好,而且有著相對(duì)較低的聲子能量、稀土離子溶解能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而成為有著巨大應(yīng)用潛能的中紅外激光玻璃基質(zhì)。本文的目的是研究能夠適用于2-3μm激光輸出的玻璃基質(zhì)材料。本文的主要研究如下:一、玻璃基質(zhì)的選擇。選擇傳統(tǒng)高溫熔融法制備了一系列組分含量不同的碲酸鹽玻璃,通過拉曼光譜、差熱分析、XRD測(cè)試、透過光譜等測(cè)試分析,最終選擇了熱學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定和羥基量相對(duì)較少的67%TeO2-17%B2O3-16%BaO的玻璃體系作為玻璃基質(zhì),并進(jìn)行后面的稀土離子摻雜實(shí)驗(yàn)及分析測(cè)試。二、Er3+摻雜TeO2-B2O3-BaO玻璃3.0 μm光譜性質(zhì)研究。采用所選擇的碲鋇硼玻璃體系作為基質(zhì)玻璃,研究了不同摻雜濃度的Er3+對(duì)該玻璃體系3.0 μm的光譜性質(zhì)的影響。根據(jù)樣品的吸收光譜圖和J-O理論計(jì)算得到了相關(guān)的光譜參數(shù),并分析討論了 Er3+摻雜濃度的不同對(duì)玻璃... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２（ａ）三能級(jí)結(jié)構(gòu)（ｂ）四能級(jí)結(jié)構(gòu)（ｃ）準(zhǔn)三能級(jí)結(jié)構(gòu)（ＥＴＵ能量傳遞上轉(zhuǎn)換，??

此外Ｅｒ３＋還能實(shí)現(xiàn)可見比波段的熒光輸出，例如，５４０ｎｍ處％／２—４１１５／２??的能級(jí)躍遷和５２０ｎｍ處２Ｈｎ／２—４Ｉｉ５／２的能級(jí)躍遷產(chǎn)生綠光；６４０ｎｍ處４Ｆｗ２—４Ｉｉｓ／２??的能級(jí)躍遷產(chǎn)生紅光。圖１．３（ａ）顯示了?Ｅｒ３＋的部分能級(jí)圖。??＊ｆｗ??１（５?２０丨?—＇??２０?－?�。瑁保郑�??２０?？?５ｆ４－５ｓ２???，??ＩＳ?－?ｂ?＿????？?ｙ?—??一?％?＾?ｒ?？?；ｕ?■??１?”???￡?１１０?．?％?？??Ｅｉｎ?．?ｍ?｜?ｎ?Ｔ?５?１０?－?〇?ｓｉ???？?２．７（ｉｍ?邑?＝Ｈ５???個(gè)?二＜?■?６??２?■?ｔ｜?＊＿?殳???穿■?＇?Ｘ????＾?＇ｌ３／２?＾?ｒ?＿?〇?５??５?＇?Ｅ?Ｓ?？?＾?＇?＝?＝?Ｍ?｜?Ｉ?Ｉ??ｇ?■?？?ｏ?５?■?１?§?１８ｆｉｍ?■?Ｓ?１?＾?２．０＾??〇■?ｖ—＾??０，一＾￣￣＾?〇－、」一■—??■?￡ｒｊ＋?Ｔｍ３＋?■?Ｈｏ３＋??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??圖１．３?（ａ）?ＥＰ部分能級(jí)圖（ｂ）?Ｔｍ３＋部分能級(jí)圖（ｃ）?Ｈｏ３＋部分能級(jí)圖??目前用于獲得２．０阿波段激光輸出的稀土離子主要有Ｔｍ３＋和Ｈｏ３＋，對(duì)其己??有大量的研宄［１８－２２】。Ｔｍ３＋的３Ｆ４－３Ｈ６能級(jí)躍遷可獲得￣１．８坪ｎ波長的熒光。Ｔｍ３＋??在８０８?ｒａｎ附近的吸收帶對(duì)應(yīng)于３Ｈ６—３Ｈ４的躍遷，與商用８０８?ｎｍ半導(dǎo)體激光器??的工作波長能很好的重疊

圖３．１玻璃樣品的透過譜圖??３．３．２拉曼光譜??圖３．２是玻璃樣品的拉曼光譜圖，測(cè)試范圍１５０－１４００?ｃｎｒ１。拉曼光譜能夠反??映玻璃內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化過程。玻璃結(jié)構(gòu)改變對(duì)其熱力學(xué)性能、光譜性能有重要影響。??一般認(rèn)為，碲酸鹽玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)單元有兩種ｌｉａｎ】，一種是［Ｔｅ０４］三角雙錐體，Ｔｅ??處于四配體。另一種是［Ｔｅ０３］三角錐體，Ｔｅ處于三配位。［Ｔｅ〇４］三角雙錐體通過??［Ｔｅ０３＋１］最終變成［Ｔｅ０３］三角錐體。玻璃體系引入網(wǎng)絡(luò)修飾體堿金屬氧化物或堿??土金屬氧化物，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)會(huì)改變。ＢａＯ在玻璃中以［Ｂａ０６］和［Ｂａ０７］ｌ｜２ｉ多面體的形??式進(jìn)入到這些鏈之間的空隙，使得玻璃的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加密切，從而玻璃的熱學(xué)穩(wěn)??定性和機(jī)械強(qiáng)度都得以提高Ｍ。玻璃體系引入Ｂ２０３，因Ｂ的奪氧能力更強(qiáng)［１３］，??使得Ｔｅ０２保持更多的［Ｔｅ０４］三角雙錐體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減少了玻璃網(wǎng)絡(luò)斷裂。??在拉曼光譜中，１６０－１９０?ｃｎｒ１出現(xiàn)的拉曼光譜帶對(duì)應(yīng)著Ｂａ２＋的振動(dòng)。４５０－４７５??ｃｎｒ１處的峰對(duì)應(yīng)Ｔｅ－０－Ｔｅ或Ｏ－Ｔｅ－Ｏ彎曲振動(dòng)。５５０－５６０?ｃｎｒ１對(duì)應(yīng)Ｂ０４－四面體振??動(dòng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]稀土摻雜碲酸鹽玻璃制備及～2.0μm光譜性能研究[D]. 李可人.南京郵電大學(xué) 2016



本文編號(hào)：2999805