Er3+/Yb3+掺杂硅酸盐玻璃激光主动材料及其应用探索

OPT OpenIR > 中国科学院西安光学精密机械研究所(2010年前)

	Er3+/Yb3+掺杂硅酸盐玻璃激光主动材料及其应用探索
	李玮楠
学位类型	博士
导师	相里斌,陆敏
	2006-08-21
学位授予单位	中国科学院西安光学精密机械研究所
学位专业	光学
关键词	激光玻璃受激发射截面荧光有效线宽强度参数双包层光纤
摘要	近年来，激光玻璃在激光技术领域中得到了广泛应用，它快速推动着激光器件的发展，并成为高功率和高能量激光器的主要激光材料，如近年来引人瞩目的高功率掺镱双包层光纤激光器。针对高功率激光器的强烈需求，本文设计了基质材料的结构、组成和制备工艺参数，研制了具有优良激光性能的稀土掺杂硅酸盐激光玻璃主动材料；采用Judd-Ofelt理论计算了材料的光谱参数；采用美国PerkinElmer公司制造的Lambda 900UV/VIS/NIR Spectrometer测定吸收光谱，采用法国JobinYvon公司的Triax320型光谱仪记录荧光光谱，荧光寿命衰减曲线由美国Tektronix公司出品的TDS3012B示波器采集记录。通过理论计算和材料的激光性能实验分析，揭示了硅酸盐系统中，稀土离子和玻璃结构对材料光谱特性的作用机制；设计制备了双包层光纤所需的纤芯玻璃材料和内包层玻璃材料。取得的主要结果如下： 1）Judd-Ofelt理论计算和实验研究结果均表明随Er3+掺杂浓度的增加，Er3+离子的光谱强度参数Ωλ（λ＝2,4,6）、跃迁振子强度、谱线强度、自发辐射几率、荧光分支比等在增加，并在Er2O3浓度为0.25mol%时达到最大值，表明实验中玻璃体系的最佳Er2O3掺杂浓度为0.25mol%。 2）掺Yb3+玻璃的饱和泵浦强度Isat，最小粒子数β，最小泵浦强度Imin和增益分别为14.7 KW•cm-2, 0.1398, 2.05 KW•cm-2和2.63 ms•pm4，优于其它的掺Yb3+硅酸盐玻璃性能，达到或超过部分磷酸盐激光玻璃性能；表明通过设计介于层状和链状之间的玻璃结构，可以有效地提高掺Yb3+硅酸盐玻璃的光谱性能，改善玻璃的增益系数，实验结果达到了设计目的，最佳Yb2O3浓度为2mol%。 3）随Yb3+浓度的增加， Fuchtbauer-Ladenburg和Reciprocity Method两种方法计算Yb3+离子的发射面积在增大，且由F-L计算的σe要大于用RE计算的σe。分析认为是荧光俘获效应引起的误差，所以在计算掺Yb3+激光玻璃的受激发射截面时，通常是采用RE方法。
学科领域	光学
页数	144
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.opt.ac.cn/handle/181661/11934
专题	中国科学院西安光学精密机械研究所(2010年前)
推荐引用方式 GB/T 7714	李玮楠. Er3+/Yb3+掺杂硅酸盐玻璃激光主动材料及其应用探索[D]. 中国科学院西安光学精密机械研究所,2006.

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