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掺铒多组份氧化物玻璃的制备及其光谱性质研究

作　者: 邹快盛
导　师: 陆敏
学　校: 中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）
专　业: 光学
关键词: Er3+ 氧化物玻璃 光谱性质 梯度折射率 Judd-Ofelt参量
分类号: TQ171
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 143次
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内容摘要


光放大材料是光放大器的重要组成部分，它决定光放大器的光放大功率及平坦增益带宽。本文介绍了掺铒离子多组份氧化物玻璃的制备方法及其光放大原理，包括影响其光放大作用的各种因素，如Er3+的浓度猝灭，玻璃基质中Er3+的溶解性及其在1500nm增益波段的跃迁强度及增益带宽。 本文用高温熔融法制备了Er3+单掺和Er3+：Yb3+共掺系列的锂硅酸盐（SiO2-Al2O3-Li2O）玻璃，测定了该Er3+：Yb3+共掺系列锂硅酸盐玻璃的吸收光谱和荧光光谱。在室温下，用976nm半导体激光器泵浦这些掺铒玻璃，当Er3+的浓度为2.41×1020个／cm3（0.5mol％），Yb3+的浓度为2.17×1021个／cm3（4.5mol％）时，该掺铒玻璃（EY-6）在1550nm波段实现强的荧光发射，中心波长为1.5399μm，荧光半宽高（FWHM）为57.4nm。进行了Li+-Na+离子交换实验，并用Judd-Ofelt理论计算了该玻璃（EY-6）的强度参量Ωλ（λ=2,4,6），给出了铒离子的光谱特性的计算结果。 研究结果表明，锂硅酸盐玻璃系统能接受较高的Er3+、Yb3+掺杂率，获得的EY-6玻璃有较宽的荧光线宽，有较佳的离子交换性能，是掺铒梯度折射率光放大掺解多组份氧化物玻璃的制备及其光谱性质研究/邹快盛器用理想的候选材料。关键词:E尸+:氧化物玻璃;光谱性质;梯度折射率;Judd一Ofelt参量

全文目录


第一章 引言  9-27
  1．1 掺铒光纤放大器的发展  9-17
    1．1．1 C波段 EDFAs  11-12
    1．1．2 L波段 EDFAs  12-14
    1．1．3 S波段 EDFAs  14-17
  1．2 掺铒梯度折射率材料及器件  17-19
  1．3 新型玻璃系统的选择  19-23
  1．4 Er~(3+):Yb~(3+)共掺的锂硅酸盐玻璃  23-24
  1．5 论文结构  24-27
第二章 光放大用玻璃材料的设计  27-45
  2．1 掺铒离子材料的光放大原理  28-30
  2．2 玻璃系统的选择  30-36
    2．2．1 玻璃基质对Er~(3+)离子能级及其跃迁的影响  30
    2．2．2 玻璃基质对Er~(3+)离子浓度猝灭的影响  30-31
    2．2．3 玻璃基质对发射能级寿命的影响  31-33
    2．2．4 玻璃基质对吸收与受激发射截面的影响  33-36
    2．2．5 玻璃系统的选择  36
  2．3 玻璃成份的选择(实验设计)  36-45
    2．3．1 掺铒光放大器对掺铒玻璃的性能和质量要求  36-39
    2．3．2 硅酸盐玻璃系统中各成份的作用  39-41
    2．3．3 玻璃成份对离子交换性能的影响  41-45
第三章 掺铒多组份氧化物玻璃的熔制试验  45-53
  3．1 含Er~(3+)玻璃的形成区  45-46
  3．2 含Er~(3+)玻璃形成区的试验  46-48
  3．3 掺Er~(3+)和Er~(3+):Yb~(3+)共掺多组分氧化物玻璃的制备  48-53
第四章 掺铒多组份氧化物玻璃的测试结果及讨论  53-61
  4．1 Er~(3+)离子的掺杂浓度  53-54
  4．2 掺铒玻璃样品的吸收光谱  54-56
  4．3掺铒玻璃样品的荧光光谱  56-59
  4．4 玻璃拉丝和离子交换实验  59-61
第五章 铒镱共掺锂硅酸盐玻璃(EY-6)的光谱性质  61-75
  5．1 Judd-Ofelt理论在玻璃光谱参数计算中的应用  61-66
  5．2 EY-6铒镱共掺玻璃光谱特性的计算  66-75
第六章 结论  75-77
参考文献  77-83
邹快盛在攻读硕士学位论文期间发表的论文及专利目录  83-85
致谢  85

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 硅酸盐工业 > 玻璃工业
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