上转换光纤激光器用Er-%273%2b-、Yb-%273%2b-共掺GeO-%2c2--PbF-%2c2--Nb-%2c2-O-%2c5-玻璃陶瓷.pdfVIP

28．上转换光纤激光器用Er3+、Yb3+共掺 Ge02．PbF2．Nb205玻璃罔瓷 吕景文1 辛德胜1 王连平2 l 2 吉林大学 吉林长春邮编130021) 长春理工大学 吉林长春 邮编130022 摘要：报道了一种新的Er”、Yb”共掺锗酸盐玻璃陶瓷上转换发光材料，系统为GeOz— PbF。一Nb：O。，研究了Er”、Yb”共掺玻璃陶瓷的发光特性。通过x射线衍射分析了锗酸盐玻 璃陶瓷的结构性质，在980nm半导体激光激励时，绿色荧光发射强度表明，铌酸盐的成份存 在，对上转换发光强度起着重要的作用。 关键词：Er3+Yb”离子铌酸盐c上转换发光 福炉进行退火，形成微晶，以利于Yb”、Er3+ 一、引言 离子包埋于氟化物微晶中。 Er3+离子在可见光及红外波段有着非常 实验中所用仪器为德国产LAMBDAD- 吸引人的受激发射特性，激光频率上转换研 1 究引起了世界各国科学家的重视[1。5]。用于 500nm波段的吸收光谱，用F4500荧光光 掺Er3+的基质材料目前研究较多的有氟化谱仪测量样品在980nm半导体激光泵浦下 FTS 物系统、磷酸盐系统、硅酸盐系统、铝酸盐系 300一700rim的上转换发光，用Bio—Rad 统及硼酸盐系统等。然而，对锗酸盐系统研 荧光光谱仪，用氩离子激光激励，测量800— 究的较少。这种材料易制备，能拉制成光纤． 2400nm红外荧光光谱。 不仅在蓝光、绿光、红光波段可上转换发光， 三、结果与讨论 而且可以实现1．54urn波段的激光输出。 由于Yb3+敏化有利于Er”的发光，而 且形成氟化物微晶能降低声子能量，提高效 测得的光谱透过曲线(图1)可以看出． 率。本文研究了Er”、Yb”共掺锗酸盐玻璃920nm至980nm两峰间有很宽而强的吸收 陶瓷的上转换发光特性。 带，吸收带宽是由Yb”离子的特殊能级结 构所决定的。Yb”离子只有两个能级，每个 二、实验方法与仪器 能级又有StarK能级分裂，致使吸收带拓宽。 实验中我们所用基质为GeO。一PbF。一 吸收带的拓宽有利于半导体激光器更好的匹 Nh20。玻璃系统，Ge02、PbF2、Nh20s、Er203 配。Er3+离子的吸收峰位于379nm和 等原材料均为高纯原料。原材料配好后，经 522nm，强度较弱，受激发射较难，用Yb”离 研钵研均．在硅碳棒电炉中用铂金坩埚熔制， 子可以有效的敏化Er3+，提高E一+离子的发 熔制好后浇在铸铁磨具上成型，然后送进马 光效率。 竺里!!二兰兰!兰竺兰兰!三竺兰查兰兰兰!竺兰兰兰兰 闰1 Er、Yb¨共掺玻璃陶瓷光谱透过曲线 在980nm半导体激光激励条件下，上转射峰位于l529nm发射峰强而窄。有利于 换发光光谱(图2)表明，较强的发光位于 半导体激光器或氙灯泵受激辐射。 552nm是Er3+离子‘s312一‘IⅢz能级跃迁，位 图4为样品的x射线衍射谱，从x射线 衍射峰可发现，这种玻璃陶瓷为非晶相与晶 于525是2H…2—4I～2能级跃迁，位于655 是4