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自梅曼(Malman)成功研制了世界上第一台红宝石固体激光器以来,激光技术发展已经有50多年历史。现在激光技术已经改变了我们生活方方面面,激光技术已经被广泛的应用在工业加工、生物医疗、国防军工等方面。进入本世纪初,美国的国家点火计划,被希望用来解决目前全球能源短缺问题。激光技术再次引起全世界的高度关注。因此作为激光技术的重要组成部分的激光增益介质的研究有着非常重要的意义。稀土掺杂的激光玻璃的研究在第一台红宝石激光器出现的第二年就有Snitzer研制成功。目前作为基质的激光玻璃,已经从当初的硅酸盐玻璃发展到磷酸盐、氟磷酸盐、硼酸盐、重金属(如碲酸盐、锗酸盐和铋酸盐玻璃)等多种玻璃。始于上世纪90年代末掺镱碲酸盐激光玻璃的研究也已经有十多年的历史,但对于碲酸盐玻璃的研究,过去主要局限于TeO2-ZnO和TeO2-WO3系统,主要是由于这两个玻璃体系的成玻范围比较大,玻璃具有良好的热学性能。主要是通过在这两种玻璃体系中添加其他重金属离子,考察玻璃的光学性能及增益性能。对于碲酸盐其他玻璃系统研究很少。由于碲酸盐玻璃具有高的极化率和低的声子能量,有可能制备大的受激发射截面和长的的荧光寿命的稀土激光玻璃,因此研究掺镱的碲酸盐玻璃的其他系统很有必要。本文基于上述原因,对碲酸盐的其他玻璃系统进行掺镱研究。本论文主要有八个章节组成:第一部分是文献综述;第二部分是激光玻璃的制备、测试及光学性能评价参数;第三部分是掺Yb3+的TeO–Bi2O3–Nb2O5玻璃系统的研究;第四部分是掺Yb3+的TeO2–Nb2O5–BaO–BaF2玻璃系统的研究;第五部分是掺Yb3+的TeO2–PbO–Nb2O5玻璃系统的研究;第六部分是掺Yb3+的TeO2–YF3–Nb2O5玻璃系统的研究;第七部分是掺Yb3+的TeO2–TiO2–Nb2O5玻璃系统的研究;最后一部分是对本文的总结和展望。本文的主要研究结论如下:1、通过对TeO2-Bi2O3-Nb2O5碲酸盐玻璃体系进行Yb3+掺杂。研究了不同含量的五氧化二铌含量对该玻璃系统的光学性能的影响。研究发现,当五氧化二铌含量为15%,该系统玻璃具有最大的发射截面1.36pm2和0.96ms的长的荧光寿命,同时增益系数为1.31ms pm2。通过与现有报道的掺镱激光玻璃的性能对比表明TBN3玻璃具有良好的光学性能。同时我们还对该玻璃的热学性能进行了研究,通过差热分析,我们发现该玻璃的T达到144℃,远远大于100℃要求。说明该玻璃具有足够的稳定性适合制备大的块状玻璃和拉制光纤并使用在光纤激光器上面。2、通过对TeO2-Nb2O5–BaO–BaF2系统玻璃进行Yb3+掺杂。研究了氟化钡取代氧化钡对该玻璃系统的光学性能的影响。研究发现,随着氟化钡取代氧化钡,该系统玻璃的发射截面从1.37pm2减小到1.21pm2,荧光寿命从0.72ms增加到0.96ms,同时增益系数从0.99ms pm2增加到1.16ms pm2。通过与现有报道的掺镱光学玻璃的性能对比表明TBNF0和TBNF3玻璃具有良好的激光增益性能。同时,我们还对该玻璃的热学性能进行了研究,通过差热分析,我们发现TBNF0没有析晶温度,因而ΔT为无穷大,而TBNF3玻璃的析晶温度为566℃,ΔT为128℃,远远大于100℃要求。说明这两种玻璃配方具有足够的热学稳定性适合制备大的块状玻璃和拉制光纤。3、通过对TeO2–PbO–Nb2O5系统的的光学玻璃进行掺Yb3+性能研究,发现不同量的氧化铅对该系统的玻璃的光学性能具有显著的影响。结果表明,随着氧化铅的含量的增加,玻璃的发射截面和增益系数都有显著的增加,当加入15%的氧化铅时候,玻璃会出现析晶,当氧化铅含量为10%时候,该系统玻璃具有最大的发射截面1.51pm2,这是目前报道中最大的发射截面。此时具有的荧光寿命为0.68ms。增益系数达到1.03ms pm2。该系统的玻璃与目前报道的其他碲酸盐系统玻璃相比,性能处于中等。这表明该系统玻璃有望用作新型掺镱碲酸盐激光玻璃。4、通过对掺镱的TeO2–YF3–Nb2O5的光学性能研究,研究了改变YF3的含量对该系统碲酸盐玻璃的光学性能的影响,发现不同量的YF3对该系统的玻璃的光学性能具有显著的影响。研究发现,随着YF3的含量的增加,玻璃的发射截面逐渐降低,荧光寿命和增益系数都有显著的增加,当加入15%的YF3时候,玻璃会出现析晶,当玻璃为10%时候,该系统玻璃具有的发射截面为1.17pm2。此时具有的荧光寿命为0.72ms,增益系数达到0.842ms pm2。该玻璃的激光各项性能都优于TeO2–WO3–Bi2O3的性能。与已经报道的商用玻璃相比,TYN玻璃具有的发射截面1.17cm2仅小于PN玻璃,比其他的商用玻璃的发射截面都大,同时其增益系数0.842ms.pm2也大于FP玻璃,这表明该系统玻璃有望用作新型掺镱碲酸盐激光玻璃。5、通过对掺镱的TeO2–TiO2–Nb2O5的光学性能研究,研究了改变TiO2的含量对该系统碲酸盐玻璃的光学性能的影响,发现不同量的TiO2对该系统的玻璃的光学性能具有显著的影响。研究发现,随着二氧化钛的含量的增加,玻璃的发射截面逐渐增加,当玻璃中氧化钛含量为7%时候,TNT3玻璃具有比较大的发射截面1.36pm2,同时其荧光寿命0.65ms与TeO2–Nb2O5–K2O-Li2O碲酸盐玻璃寿命相当。这样得到增益系数0.88ms.pm2增益值介于TeO2–ZnO–B2O3–BaF2和TeO2–Nb2O5–K2O-Li2O。这表明该系统玻璃有望用作新型掺镱碲酸盐激光玻璃。