导　　师： 董国平; 肖秀娣

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 近年来,由于中红外（25μm）光纤激光器在大气通信、医疗诊断、环境监测和国防安全等方面具有广阔的应用前景,所以其受到众多研究者的关注。Er3+:4I11/2→4I13/2的能级跃迁可以实现有效的2.7μm中红外发光。为了获得高效的中红外发光,关键在于制备合适的基质材料。目前,中红外荧光材料的研究主要集中在稀土离子掺杂纳米晶体和玻璃等。一方面,尽管纳米晶体粉末具有低的声子能量和高的2.7μm发光效率,但它难以拉制光纤,这就限制了纳米晶体粉末的进一步应用。另一方面,尽管玻璃是一种优异的拉制光纤材料,但由于稀土离子周围弱的晶体场,无法获得有效的2.7μm发光强度。微晶玻璃结合了纳米晶体高的发光效率和玻璃易拉制光纤的优势,成为Er3+实现高效中红外光纤激光输出的理想基质材料。本课题首先旨在探索透明微晶玻璃的组成和制备工艺,研究Er3+在这些材料中的中红外发光性能。其次,探索微晶玻璃光纤的制备工艺,采用管内熔融法制备出晶化可控的微晶玻璃光纤,并获得较强的中红外发光。并且,管内熔体法为制备不同光功能微晶玻璃光纤开辟了一条新的途径。具体的研究内容如下:（1）利用熔融淬冷法制备了Er3+掺杂氟氧硅酸盐透明微晶玻璃。借助XRD、Raman、TEM测试表征,证实了在基质玻璃中析出LaOF纳米晶。由于热处理后大部分Er3+进入到低声子能量的LaOF晶体中,因此与前驱体玻璃相比,在微晶玻璃中探测到较强的2.7μm发光,并且随着热处理温度的升高逐渐增强。通过分析上转换、近红外发光及能量转换机制探究了Er3+的发光机理。同时也计算了在640℃热处理4 h微晶玻璃的吸收、发射和增益截面,计算的吸收和发射截面分别是0.69×10-20 cm2和0.72×10-20 cm2。（2）利用熔融淬冷法制备了Er3+掺杂碲酸盐透明微晶玻璃。借助XRD测试,证实了在基质玻�

关 键 词： 微晶玻璃 光纤 管内熔融法 中红外发光

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