稀土掺杂碲酸盐玻璃制备及~2.0μm光谱性能研究

来源 :南京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:vacer2008
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近年来,随着激光和激光器技术的快速发展,适用于中红外波段激光基质的玻璃材料成为了研究的一大重点和热点。碲酸盐玻璃材料由于其声子能量相对较低,物化性能良好,红外截止波长相对较长,对环境和人体无毒害的特点和在中红外波段优秀的光学性能成为了极具应用潜力的玻璃基质材料。从目前国内外研究进展来看,影响碲酸盐玻璃在中红外波段激光应用的主要因素为基质中OH-浓度,多声子弛豫速率,稀土离子之间的能量转移等。本文主要在经典碲酸盐玻璃组分的基础上,系统研究了不同除水方法对碲酸盐玻璃各项性能的影响,并通过微晶化以及共掺杂的方法进一步探究和制备光学性能更为理想的激光玻璃基质材料。全文的主要研究内容及研究结果如下:1.为了尽可能的降低碲酸盐玻璃基质中OH-的含量,实验对比了在三种不同除水方式下制备的两种不同基质的碲酸盐玻璃样品(TWL2,TWL3,TWL4,TZB2,TZB3,TZB4)和未经除水的样品(TWL1,TZB1)。TWL组分使用无水高纯氧鼓泡并通入CCl4进行除水能得到OH-含量仅为0.68×1019 ions/cm3的低含水量碲酸盐玻璃,并且能观察到较强的中红外荧光强度增强,并且玻璃样品的△T极大,满足光纤拉制要求。对于TZB组分使用无水高纯氧鼓泡并外掺1mol%NH4HF2可得到OH-含量仅为1.25×1019 ions/cm3的低含水量碲酸盐玻璃,TZB玻璃的声子能量较低,在2.7μm波段荧光强度较高,可用于制作块材激光增益介质。2.为了改善碲酸盐玻璃的机械性能和热稳定性,进一步提高碲酸盐玻璃材料在中红外的荧光性能,在DSC测试的基础上进行了340℃以及390℃两种不同温度的热处理,得到了析出Na2Te5O18微晶的微晶玻璃,发现了较强的荧光强度增强现象。3.为了增强碲酸盐玻璃在中红外的荧光性能,通过共掺杂Tm3+/Nd3+,实现了Tm3+离子在2.1μm波段较强的荧光发射。再对共掺杂的样品进行热处理及微晶化,成功的进一步提高了2.1μm波段的荧光发射强度。
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