导　　师： 张勤远

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 2.0μm波段掺稀土光纤激光器在材料加工、远程遥感、大气监测、医疗手术及国防军事等领域具有非常重要的应用前景。探索合适的玻璃基质对于2.0μm中红外波段激光器的研究具有重要的意义。锗酸盐玻璃由于其宽的中红外透过范围、低的最大声子振动能量、高的稀土掺杂含量等特性,被广泛用于2.0μm波段光纤激光器中。本文旨在研究掺稀土氟化物添加锗酸盐玻璃中的2.0μm波段高效发光性能。论文分为四章。第一章主要综述了2.0μm波段光纤激光器的特点、应用以及研究进展和存在的问题,重点介绍实现2.0μm波段发光与激光的稀土离子和相应的玻璃基质,包括锗酸盐玻璃基质及其光纤激光器的研究进展。第二章概述了实验制备方法与相关的理论计算,包括Judd-Ofelt理论、McCumber理论和Fuchtbauer-Ladenburg方程等。第三章和第四章分别研究了Er/Tm,Cr/Ho共掺锗酸盐玻璃的2.0μm波段发光,并且降低羟基吸收系数提高其发光效率。主要内容及结果如下:(1)研究了在980 nm二极管泵浦下Er/Tm共掺氟锗酸盐玻璃中1.8μm发光特性。利用差示扫描量热法、拉曼光谱等研究玻璃的物理特性。详细分析了Er和Tm的红外下转换与可见上转换光谱特性。并且,随着TmO的加入,Er/Tm共掺玻璃的上转换发光受到抑制。通过能级简化示意图研究了Er和Tm之间可能存在的能量传递过程,并且最大能量传递效率达85.9%。并且利用声子边带理论计算了二者之间的能量传递参数。(2)利用差示扫描量热法、激发发射光谱和动态衰减寿命研究了BaF对于Cr/Ho共掺锗酸盐玻璃物理与发光特性的影响。Cr的宽吸收带为获得Ho高效2.0μm发光提供一个可选择的泵浦机制,羟基吸收系数随着BaF的引入降低到了1.08 cm,这有利于获得高效Ho的2.0μm发光。并且计算了Cr的晶体场参数D/B,探究了BaF对于激活离子和敏化剂的局域环境的

关 键 词： 锗酸盐玻璃 发光 光谱特性 能量传递

领　　域： []