Er和Yb掺杂碲酸盐玻璃的发光性质和能量传递研究

来源 :哈尔滨师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xinshili100
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Er3+具有十分丰富的能级,在光纤通信系统中用于制造掺铒光纤放大器(EDFA),实现对1.55μm通讯信号的放大。Er3+在可见波段有很强的绿光和红光的上转换发射,可用于可见波段的激光增益介质,因而一直受到人们的广泛关注。  本文采用高温熔融法,制备了新型Er3+单掺和Er3+/Y3+b共掺的TeO2-WO.-SiO2-Na2O玻璃,对样品的吸收光谱、线发射光谱和差热分析曲等进行了测试和分析,利用Judd-Ofelt理论计算得到了Er3+在TW系列玻璃样品中J-O强度参数Ω2,Ω4和Ω6的值。系统讨论了Er3+/Yb3+共掺TWY系列玻璃中,近红外发射强度比值的变化情况,分析了 Er3+和Yb3+之间的上转换发光过程。利用稳态激发下的上转换速率方程,讨论了上转换发光的红绿比,随 Yb3+浓度的增加而增大的原因。结果表明:随着WO3含量的增加,Ω2值单调增加,而Ω6的值单调减小。TW系列玻璃中Er—O键的共价性随WO3含量的增加而增强,而Ω6在TW15玻璃中值最小,其值等于0.84×10-20cm2,说明TW15玻璃的刚性最强。ΔT在TW30玻璃中达到最大值159℃。TW10玻璃具有78nm的有效发射带宽和0.5078×10-20cm2的受激发射截面。TWY玻璃的Yb3+:1014nm和Er3+:1538nm的近红外发射峰,着两个发射峰的强度均随Yb3+离子浓度的增加,而先增大后减小;近红外发射强度比(R值)随着 Yb3+浓度的增加,先增大后减小,在Yb3+的摩尔分数为4%时达到最大值。通过对稳态激发下的上转换速率方程分析可知,Er3+的绿光能级(2H11/2,4S3/2)向Yb3+(2F7/2)的反向能量传递速率C41n5导致了红绿比随Yb3+浓度的增加而增大。
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