Er3＋掺杂的锗铋酸玻璃光谱性质的研究-湘潭大学.PDF

维普资讯 第28卷 ，第5期 光 谱 学 与 光 谱 分 析 Vo1．28，No．5，pp999—1002 2008年 5月 SpectroscopyandSpectralAnalysis May，2008 Er3+掺杂的锗铋酸玻璃光谱性质的研究 张 勇，任国仲 ，杨奇斌，徐 昌富，刘云新，尚振 岗 湘潭大学现代物理研究所，低维材料及其应用技术教育部重点实验室，湖南 湘潭 411105 摘 要 制备了一种新型掺Er3锗铋酸盐玻璃。分析了吸收光谱和上转换荧光光谱，并应用Judd-Ofelt理 论计算了锗铋酸盐玻璃的3个强度参量nt(f=2，4，6)，分别为 一3．35×1o—ClTI2， 一1．34×10-2。ClTI2 以及 一0．67×10。。cnl2。研究了在两种不同的激发光下(980和808rim)锗铋酸盐玻璃的发光机制。根据 McCumber理论，分析了在 1．55tan光通讯窗口的光谱性质，计算了能级 I‘ls2／一 J‘s／2跃迁的受激发射截面， 结果显示掺 Er3锗铋酸盐玻璃具有较宽的荧光半高宽和较大的受激发射截面。因此有希望成为高效的上转 换发光材料和 1．55tan光通讯材料。 关键词 锗铋酸盐玻璃；吸收光谱；荧光光谱；Judd-Ofelt理论 中图分类号：0433．1 文献标识码：A 文章编号：1000-0593(2008}05-0999—04 发射截面和较宽的荧光半高宽(FwHM)，因此被认为是提 引 言 高WDM的1．55tan放大波段传输容量较为吸引人的基质材 料；但是碲酸盐玻璃存在化学稳定性、热稳定性不理想以及 近年来，上转换稀土掺杂玻璃材料受到广泛的研究，其 价格昂贵的缺陷，而铋酸盐玻璃由于掺入了过量的Bi203引 在彩色显示、光储存、光电子、光纤放大器以及医疗方面有 起强烈的荧光猝灭效应。因此设计一种新的掺 的玻璃， 着巨大的应用前景D-83。影响上转换发光效率的主要因素是 在 1．55tan通过 J‘13／2一 ‘Ils2／跃迁实现带宽宽、增益平坦的 基质材料的最大声子能，最大声子能越小，非辐射弛豫速率 光谱已成当务之急。 就越小，上转换效率也就越高，由于氟化物玻璃、硫化物玻 本文研究了一种新型掺 E，锗铋酸盐玻璃的吸收光谱， 璃、卤化物玻璃的最大声子能很低，铒离子在这些玻璃中可 红外光980nInLD和808nlTlLD激发的上转换荧光光谱，以 以获得高效率的红绿光发射 ，相比之下，氧化物玻璃的声子 及在 1．55tan光通讯窗口的光谱性质。通过 Judd-Ofelt理 能量高，难以获得高效率的上转换发光，但是与非氧化物玻 论，计算其 ， ， 三个强度参数。 璃相比，氧化物玻璃具有更高的机械强度、热稳定性和化学 稳定性，更能满足实际应用。为了获得发光效率高，热稳定 1 实验方法 性好的基质材料，探索一种新型的材料很有实际意义，使其 具有较高的热稳定性能与发光效率成为当前的主要 目标。铋 1．1 样品制备 酸盐玻璃作为一种新型的上转换基质体系，具有良好的化学 锗铋酸盐玻璃的摩尔组分是 35GeO2-40Bio1．5—25PbF2— 稳定性和热稳定性，较宽的透过区域(O．46～8．5tan)，高的 0．5Er203，其中PbF2为99．5 ，GeO2Bi203Er203的纯度 折射率(2．4)[g]，较长的红外截止波长表明铋酸盐玻璃具 均为99．99％，将样