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Er^3+/Ce^3+共掺碲铋酸盐玻璃的制备及光谱特性提高研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ171[化学工程—玻璃工业;化学工程—硅酸盐工业]
  • 作者机构:[1]宁波大学信息科学与工程学院,宁波315211
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:61178063)、宁波市自然科学基金(批准号:2010A610172)、宁波“新型光电功能材料及器件”创新团队(批准号:2009821007)和宁波大学胡岚优秀博士基金奖励项目资助的课题.
中文摘要:

采用高温熔融退火法制备了系列80TeO2—10Bi2O3-10TiO2—0.5Er2O3-χCe2O3(χ=0,O.25,0.5,0.75,1.0m01%)和(80-y)TeO2-10Bi2O3-10TiO2-yWO3—0.5Er2O3—0.75Ce2O3(y=3,6,9,12m01%)的碲铋酸盐玻璃.测试了玻璃样品400-1700nm范围内的吸收光谱,975nm抽运下的上转换发光谱和1.53μm波段荧光谱,以及808nm激励下的Er^3+离子荧光寿命和无掺杂玻璃样品的Raman光谱,并结合Judd—Ofelt理论和McCumber理论计算了Er^3+离子光谱参数.结果表明,在掺Er0+碲铋酸盐玻璃中引入Ce^3+离子进行Er^3+/Ce^3+共掺,通过Er^3+离子4Ⅰ^11/2能级与ce^3+离子2^F5/2能级间基于声子辅助的能量传递过程,可以有效抑制Er^3+离子上转换发光并明显增强其1.53μm波段荧光;同时,在现有Er^3+/Ce^3+共掺玻璃组分基础上引入W03,可进一步提高1.53μm波段荧光并展宽其荧光发射谱.研究结果对于获取优异光谱特性的宽带掺Er^3+叶光纤放大器玻璃基质具有实际意义.

英文摘要:

A series of 80TeO2-10Bi2O3-10TiO2-0.5Er2O3-χCe2O3 (χ = 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0 mol%) and (80-y) TeO2-10Bi2O3-10TiO2- yWO3-0.5Er2O3-0.75Ce2O3 (y = 3, 6, 9, 12 mol%) tellurite-bismuth glasses are prepared by the conventional high-temperature melt- ing and annealing method. The absorption spectra of 400----1700 nm, upconversion spectra and 1.53μm band fluorescence spectra under the excitation of 975 nm, the 4Ⅰll/2 and 4Ⅰ13/2 level fluorescence lifetimes of Era+ under the excitation of 808 nm, and the Ra- man spectra of doping-free glass samples are measured. Meanwhile, the spectroscopic parameters of Er^3+ are calculated and analyzed with the help of Judd-Ofelt theory and McCumber theory. The results indicate that the upconversion fluorescence can be suppressed efficiently and the 1.53 μm band fluorescence can be enhanced evidently, owing to the energy transfer from Er^3+: 4Ⅰ11/2→Ce^3+: 2^F5/2 levels when the Cea+ ions are introduced into the Er^3+-doped tellurite-bismuth glasses. Moreover, the 1.53 μm band fluores- cence intensity can be improved and the fluorescence spectral width can be broadened further when an appropriate amount of WO3 component is introduced. The above research results are of theoretical significance for obtaining the tellurite-bismuth glasses with excellent spectroscopic properties, which are used for the 1.53 μm broadband Erbium-doped optical fiber amplifier.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876