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Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃的中红外发光及能量传递机理
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:中国激光
  • 时间:2012.10
  • 页码:1006002-1-8
  • 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,浙江宁波315211
  • 相关基金:国家自然科学基金(61178063);浙江省研究生创新科研项目(YK2010048);宁波“新型光电功能材料及器件”创新团队项目(2009B21007);宁波大学王宽诚幸福基金和胡岚优秀博士基金资助课题
  • 相关项目:宽带放大器用Er3+/Ce3+共掺碲酸盐玻璃及光纤1.53μm波段辐射强度提高研究
中文摘要:

用高温熔融法制备了Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃(TeO2-ZnO-Na2O),根据测量得到的吸收光谱,应用Judd-Ofelt理论计算分析了玻璃样品中Ho3+离子的强度参数Ωt(t=2,4,6)、自发辐射跃迁几率A、荧光分支比β和荧光辐射寿命τrad等各项光谱参数。同时,测量得到了不同Ho3+离子掺杂浓度下玻璃样品的荧光发射谱。结果显示,在808nm抽运光激励下Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃样品发射出较强的2.0μm中红外荧光。分析表明,较强的Ho3+离子中红外荧光来自于Tm3+/Tm3+离子间共振的能量传递过程,以及Tm3+/Ho3+离子间基于零声子和单声子辅助非共振的两部分能量传递过程。由此进一步计算得到了Tm3+/Tm3+、Tm3+/Ho3+离子间的能量传递微观速率、临界半径和声子的贡献。最后,计算分析了Ho3+…5I7→5I8能级间跃迁的2.0μm波段吸收截面、受激发射截面和增益系数。研究表明,Tm3+/Ho3+共掺TeO2-ZnO-Na2O玻璃可以作为2.0μm波段中红外固体激光器的潜在增益基质。

英文摘要:

Tm3+/Ho3+ co-doped tellurite glasses with the composition of TeO2-ZnO-Na2O are prepared by the high temperature melt-quenching method.The intensity parameters Ωt(t=2,4,6),spontaneous radiative transition rates A,fluorescence branching ratios β and radiation lifetimes τrad of Ho3+ are calculated from the measured absorption spectra with the Judd-Ofelt theory.Meanwhile,the fluorescence spectra of glass samples with different doped concentration of Ho3+ ions are measured,and the results show the intense mid-infrared fluorescence emission around 2.0 μm band in the Tm3+/Ho3+ co-doped tellurite glasses pumped by 808 nm diode laser.The analysis indicates that the mid-infrared emission of Ho3+ ions is mainly the result of resonant energy transfer from Tm3+ to Tm3+ ions,and then zero phonon-and one phonon-assisted nonresonant energy transfer from Tm3+ to Ho3+ ions.The energy transfer micro-rates,critical radius and phonon contributions for the above energy transfer process are calculated and analyzed.Meanwhile,the absorption,stimulated emission cross-sections and gain coefficient of Ho3+…5I7→5I8 transitions are calculated.The research shows that Tm3+/Ho3+ co-doped TeO2-ZnO-Na2O glass is a promising host material applied for 2.0 μm-band mid-infrared solid laser.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,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,美国剑桥科学文摘,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),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849