超短脉冲激光在掺Er^(3+)磷酸盐玻璃中制备光波导的实验研究

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作者 白晶 龙学文 《原子与分子物理学报》 北大核心 2024年第4期121-128,共8页

超短脉冲激光通过非线性吸收调制光学材料折射率提供了一种高效制备集成三维光子器件的途径.掺Er^(3+)磷酸盐玻璃由于其优异的特性以及在1.55μm通信波段附近的发射光谱,成为了集成光学主动增益材料中的研究热点.实验采用重复频率1 kHz... 超短脉冲激光通过非线性吸收调制光学材料折射率提供了一种高效制备集成三维光子器件的途径.掺Er^(3+)磷酸盐玻璃由于其优异的特性以及在1.55μm通信波段附近的发射光谱,成为了集成光学主动增益材料中的研究热点.实验采用重复频率1 kHz,中心波长800 nm,脉冲宽度120 fs的钛宝石飞秒激光放大系统作为制备波导的光源,系统研究了加工参数对激光写入形貌、波导形成及光学特性的影响.实验结果表明,在狭缝整形辅助短焦物镜横向刻写条件下,写入脉冲能量为1.8μJ时,光波导可以在写入速度为10μm/s-160μm的较宽范围内形成;写入速度为40μm/s时,光波导写入脉冲能量参数窗口为1.6μJ-2.0μJ;波导写入深度在125μm-200μm范围时,波导横截面对称性较好且折射率修改明显;近场强度测量结果显示所制备波导近场强度分布对称,导光特性良好.通过有限差分法反推波导区域折射率修改分布,结果显示最大折射率修改为Δn=6.6×10^(-4).截断传输损耗测量结果显示所制备波导的传输损耗低至0.91 dB/cm. 展开更多

关键词 超短脉冲激光 光波导 掺铒磷酸盐玻璃 集成光学

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Er^(3+)-Yb^(3+)共掺磷酸盐玻璃平面波导 被引量：6

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作者 陈海燕 刘永智 +2 位作者 戴基智 官周国 甘小勇 《应用光学》 CAS CSCD 2003年第5期39-41,共3页

　研制一种新型的Er3+ Yb3+共掺磷酸盐激光玻璃材料,在其上用离子交换方法进行平面光波导制作研究。实验表明,该玻璃在AgNO3+KNO3+NaNO3混合熔盐中具有良好的化学稳定性,为平面光波导放大器的制作提供了实验依据。

关键词 Er^3+-Yb^3+共掺磷酸盐玻璃 平面波导 光波导 离子交换 平面光波导放大器

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光通信用Er^(3+)∶Yb^(3+)共掺玻璃波导放大器 被引量：3

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作者 田贺斌 杨天新 +1 位作者 王永强 周佳凝 《光通信研究》 北大核心 2002年第5期58-62,53,共5页

介绍了 Er3 +∶ Yb3 +共掺玻璃波导放大器 (EDWA)的原理、结构、制备及其优势与局限 ,同时还介绍了多种基于 EDWA的集成放大器件以及它们在城域网 /接入网、CATV等光通信领域的应用 .

关键词 光通信 波导放大器 Er^3+:Yb^3+共掺玻璃波导放大器 玻璃光波导 EDWA

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Er^(3+):Yb^(3+)共掺玻璃波导放大器及其应用 被引量：1

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作者 田贺斌 杨天新 +2 位作者 周佳凝 王颖 李世忱 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2003年第1期34-37,共4页

介绍了Er3+:Yb3+共掺玻璃波导放大器(EDWA)的原理、结构、制备及其优势与局限,同时还介绍了多种基于EDWA的集成放大器件以及它们在城域网/接入网、CATV等光通信领域的应用。

关键词 Er^3+:Yb^3+共掺 波导放大器 BDWA 玻璃光波导 原理 全光通信

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光通信用Er^(3+)∶Yb^(3+)共掺玻璃波导放大器

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作者 田贺斌 杨天新 +1 位作者 王永强 周佳凝 《光通信研究》 北大核心 2002年第6期48-49,53,共3页

介绍了 Er3 +∶ Yb3 +共掺玻璃波导放大器 ( EDWA)的原理、结构、制备及其优势与局限 ,同时还介绍了多种基于 EDWA的集成放大器件以及它们在城域网 /接入网。

关键词 光通信 波导放大器 Er^3+:Yb^3+共掺玻璃波导放大器 玻璃光波导 EDWA

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掺Er^(3+):Al_2O_3平面光波导的溶胶—凝胶制备

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作者 熊涛 刘永智 +1 位作者 戴基智 杨长生 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期45-48,共4页

掺铒光波导主要用来制作光波导放大器。采用溶胶-凝胶法制备了透明、稳定的掺铒的铝硅酸盐玻璃溶胶;使用浸渍提拉法或旋转涂敷法,并通过放在乙醇蒸汽中干燥,可在玻璃表面得到均匀的凝胶膜;最后样品在一定温度下烧结;通过多次重复涂敷-... 掺铒光波导主要用来制作光波导放大器。采用溶胶-凝胶法制备了透明、稳定的掺铒的铝硅酸盐玻璃溶胶;使用浸渍提拉法或旋转涂敷法,并通过放在乙醇蒸汽中干燥,可在玻璃表面得到均匀的凝胶膜;最后样品在一定温度下烧结;通过多次重复涂敷-烧结这一工艺流程可以形成厚的硅酸盐玻璃膜层并得到波导结构。使用显微镜研究了凝胶膜表面性质,通过棱镜耦合法测量了波导的有效折射率Nm,也测定了所制备波导的吸收光谱。溶胶-凝胶法在制作均匀性好、高掺铒浓度的铝硅酸盐玻璃光波导上具有优势。 展开更多

关键词 掺铒 铝硅酸盐玻璃 平面光波导 光波导放大器 溶胶-凝胶

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Er^(3+)/Yb^(3+)共掺TeO_2-Li_2O-B_2O_3-GeO_2玻璃系统的光谱性质和热稳定性研究 被引量：8

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作者 聂秋华 高媛 +1 位作者 徐铁峰 沈祥 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期773-777,共5页

制备了Er3+ /Yb3+共掺的70TeO2 5Li2O (25 x)B2O3 xGeO2 (x=0, 5, 10, 15, 20mol% )系列玻璃,研究了玻璃的热稳定性能,测试了玻璃的吸收光谱、荧光光谱以及Er3+离子4I13 /2能级荧光寿命,并根据McCumber理论计算了Er3+离子4I13 /2→4I1... 制备了Er3+ /Yb3+共掺的70TeO2 5Li2O (25 x)B2O3 xGeO2 (x=0, 5, 10, 15, 20mol% )系列玻璃,研究了玻璃的热稳定性能,测试了玻璃的吸收光谱、荧光光谱以及Er3+离子4I13 /2能级荧光寿命,并根据McCumber理论计算了Er3+离子4I13 /2→4I15 /2跃迁的受激发射截面 结果表明:随着GeO2 含量的增加,玻璃的热稳定性逐渐提高,荧光谱线半高宽(FWHM)保持在70nm左右,而荧光强度和Er3+离子4I13 /2能级荧光寿命逐渐提高,研究表明这种玻璃系统是一种具有应用潜能的宽带光纤放大器用的基质材料。 展开更多

关键词 ER^3+/YB^3+共掺 GeO2 碲酸盐玻璃 光谱性质

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掺Er^3＋的镉硅酸盐玻璃的光限幅特性 被引量：4

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作者 宋昭远 刘晓东 +4 位作者 陈月娥 韩颖 付剑 冯志庆 侯蓝田 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期29-31,35,共4页

利用调Q纳秒Nd∶YAG激光脉冲,使用z扫描技术研究了掺Cd2+重金属硅酸盐基质玻璃及其掺Er3+玻璃的三阶非线性光学特性。发现基质玻璃具有负的三阶非线性折射系数和正的非线性吸收系数,而随着Er3+的掺入,反而具有正的三阶非线性折射系数和... 利用调Q纳秒Nd∶YAG激光脉冲,使用z扫描技术研究了掺Cd2+重金属硅酸盐基质玻璃及其掺Er3+玻璃的三阶非线性光学特性。发现基质玻璃具有负的三阶非线性折射系数和正的非线性吸收系数,而随着Er3+的掺入,反而具有正的三阶非线性折射系数和非线性吸收系数,属于自聚焦反饱和吸收型的光学介质。光限幅测量表明,掺Er3+玻璃在入射功率密度>154mW/mm2时,介质的吸收系数逐渐增加,激光透射率逐渐降低,且具有强于基质玻璃的光限幅效应。 展开更多

关键词 三阶光学非线性 光限幅 Z扫描 掺ER^3+ 玻璃

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阶跃掺杂Er∶Al_2O_3光波导放大器增益特性数值模拟 被引量：5

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作者 李成仁 宋昌烈 +2 位作者 李淑凤 李建勇 雷明凯 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期192-196,共5页

构建了纵向阶跃非均匀掺杂的掺铒Al2O3光波导放大器理论模型,利用有限元法、速率方程和传输方程,数值模拟了放大器的净增益特性·计算结果表明阶跃掺杂掺铒Al2O3光波导放大器提高了抽运效率,净增益和信号光输出功率比优化后的均匀... 构建了纵向阶跃非均匀掺杂的掺铒Al2O3光波导放大器理论模型,利用有限元法、速率方程和传输方程,数值模拟了放大器的净增益特性·计算结果表明阶跃掺杂掺铒Al2O3光波导放大器提高了抽运效率,净增益和信号光输出功率比优化后的均匀掺杂光波导放大器分别提高了9.2%和90.5%,长度却缩短了16.9%. 展开更多

关键词 集成光学 掺铒Al2O3 光波导放大器 纵向阶跃掺杂 净增益

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掺Er^(3+)玻璃的光限幅特性研究 被引量：5

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作者 李玉琼 孙真荣 +2 位作者 康海峰 元以中 王祖赓 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期5-7,共3页

利用波长为532 nm的皮秒脉冲激光,研究了掺Er3+玻璃的光限幅特性和反饱和吸收。当入射功率不断增加且超过一定阈值时,透射功率不再随着入射功率快速增大,而是逐渐趋向于较稳定状态,从而实现了对强激光的光限幅效应。进一步利用布居速率... 利用波长为532 nm的皮秒脉冲激光,研究了掺Er3+玻璃的光限幅特性和反饱和吸收。当入射功率不断增加且超过一定阈值时,透射功率不再随着入射功率快速增大,而是逐渐趋向于较稳定状态,从而实现了对强激光的光限幅效应。进一步利用布居速率方程讨论了其机制并给出了激发态的吸收截面,结果表明激发态吸收是其主要的光限幅机理。 展开更多

关键词 非线性光学 光限幅 掺Er^3+碲酸盐玻璃 激发态吸收

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Er^(3+)单掺及Er^(3+)/Yb^(3+)共掺SiO_2-Al_2O_3-La_2O_3玻璃光谱性质研究 被引量：11

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作者 戴能利 张德宝 +1 位作者 胡丽丽 李顺光 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期112-116,共5页

研究了单掺Er3+ 及Er3+ /Yb3+ 共掺SiO2 Al2 O3 La2 O3玻璃的光谱性质随稀土离子浓度变化规律 ,应用McCumber理论计算了玻璃在 1.5 3μm的发射截面及积分吸收截面 .结果表明 :在Er3+ 离子掺杂浓度相同时 ,玻璃在 980nm吸收截面与Yb3+ ... 研究了单掺Er3+ 及Er3+ /Yb3+ 共掺SiO2 Al2 O3 La2 O3玻璃的光谱性质随稀土离子浓度变化规律 ,应用McCumber理论计算了玻璃在 1.5 3μm的发射截面及积分吸收截面 .结果表明 :在Er3+ 离子掺杂浓度相同时 ,玻璃在 980nm吸收截面与Yb3+ 掺杂浓度成反比 ;当样品中Yb3+ 离子掺杂浓度为 3.94× 10 2 0 cm- 3时 ,玻璃在 1.5 3μm的吸收截面和发射截面最大 ,在 1.4 0～ 1.60 μm积分吸收截面也最大 ;Er3+ /Yb3+ 共掺SiO2 Al2 O3 La2 O3玻璃在 1.5 3μm的荧光半高宽随Er3+ 掺杂浓度升高而增加 ,当Er3+ 离子掺杂浓度为 2 .4 1× 10 2 0 cm- 3 时 ,玻璃的荧光半高宽 (FWHM )达到 5 2 .5nm . 展开更多

关键词 SiO2-Al2O3-La2O3玻璃 ER^3+/YB^3+共掺 硅铝酸盐玻璃 光谱性质 激光材料 掺杂浓度 铒掺杂

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条形掺Er^(3+)波导光放大器的理论分析 被引量：1

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作者 王颖 杨天新 +1 位作者 孙伟成 李世忱 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2003年第9期42-44,共3页

通过求解传输-速率方程的方法对条形掺Er^(3+)波导放大器(EDWA)的特性进行了理论分析,包括特定折射率光波导中的信号光和泵浦光模场分布及EDWA的增益特性。

关键词 掺Er^3+玻璃光波导 光放大器 传输-速率方程 模场分布 增益特性

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掺Er及Yb-Er共掺Al2O3光波导放大器噪音特性的数值模拟 被引量：2

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作者 李淑凤 李成仁 +1 位作者 周松强 宋昌烈 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1093-1097,共5页

利用由速率方程、有限元场分布、传输方程构建的综合理论模型,数值求解了掺Er及Yb-Er共掺Al2O3光波导放大器的噪音系数和正反向自发辐射功率.结果表明,随波导长度的增加,当增益开始下降时,噪音系数显著增加.同时显示了抽运功率和掺杂浓... 利用由速率方程、有限元场分布、传输方程构建的综合理论模型,数值求解了掺Er及Yb-Er共掺Al2O3光波导放大器的噪音系数和正反向自发辐射功率.结果表明,随波导长度的增加,当增益开始下降时,噪音系数显著增加.同时显示了抽运功率和掺杂浓度对噪音系数的影响,比较了两种掺杂放大器的噪音系数,Yb-Er共掺比只掺Er的约小0.8dB. 展开更多

关键词 掺Er及Yb-Er共掺Al2O3 光波导放大器 噪音系数 放大的自发辐射 数值模拟

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633nm激发下掺Er^(3+)TiBa玻璃微球上转换发光的形貌共振 被引量：1

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作者 国伟林 王吉有 +3 位作者 林志明 宋广智 赵丽娟 张存洲 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期509-512,共4页

制备了掺Er3 + 高折射率TiBa玻璃及其玻璃微球 ,玻璃基材主要成分为 :TiO2 、BaCO3 和SiO2 ,稀土掺杂量为 3wt %的Er2 O3 。用 6 33nm激光激发测量了它们的上转换绿光发射。证实绿光的发射均起源于Er3 +离子的双光子吸收过程。利用光学... 制备了掺Er3 + 高折射率TiBa玻璃及其玻璃微球 ,玻璃基材主要成分为 :TiO2 、BaCO3 和SiO2 ,稀土掺杂量为 3wt %的Er2 O3 。用 6 33nm激光激发测量了它们的上转换绿光发射。证实绿光的发射均起源于Er3 +离子的双光子吸收过程。利用光学微腔理论讨论了玻璃微球荧光光谱中的形貌共振 ,并用Mie理论公式对共振峰间隔进行了计算 。 展开更多

关键词 掺ER^3+ TiBa玻璃 上转换发光 玻璃微球 形貌共振 高折射率 铒掺杂

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基于Er^(3+)/Yb^(3+)掺杂的上转换玻璃陶瓷材料的制备和性能 被引量：1

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作者 张新航 耿志刚 +4 位作者 李明月 邵晶 张洪波 邹翔宇 苏春辉 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期3173-3178,共6页

采用熔融-晶化法在Zn O-Al_2O_3-Si O_2系玻璃陶瓷的基础上,用Ge O_2取代部分Si O_2成功制备出Er^(3+)/Yb^(3+)共掺Zn O-Al_2O_3-Ge O_2-Si O_2系玻璃陶瓷,并通过对样品的硬度及上转换荧光测试分析确定了Ge O_2的最佳取代量为7.5wt%。... 采用熔融-晶化法在Zn O-Al_2O_3-Si O_2系玻璃陶瓷的基础上,用Ge O_2取代部分Si O_2成功制备出Er^(3+)/Yb^(3+)共掺Zn O-Al_2O_3-Ge O_2-Si O_2系玻璃陶瓷,并通过对样品的硬度及上转换荧光测试分析确定了Ge O_2的最佳取代量为7.5wt%。研究发现在980 nm波长光的激发下,样品产生了绿色(524 nm、546 nm)和红色(659 nm)上转换发光,且当Er^(3+)/Yb^(3+)掺杂比为2.5∶6.5时样品上转换荧光强度最强。 展开更多

关键词 玻璃陶瓷 ER^3+/YB^3+共掺 GeO2 上转换发光

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一种Er^(3+)/Yb^(3+)共掺锗碲铋钾玻璃的光谱性质

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作者 赵纯 张勤远 +1 位作者 陈东丹 姜中宏 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期97-101,共5页

用熔融法制备了Er3+/Yb3+共掺TeO2-GeO2-B i2O3-K2O玻璃样品,对玻璃进行了差热分析并测试了玻璃的吸收光谱和上转换光谱.应用Judd-Ofelt理论计算了Er3+/Yb3+共掺锗碲铋钾玻璃的3个强度参数,及Er3+各能级的振子强度、自发辐射跃迁几率、... 用熔融法制备了Er3+/Yb3+共掺TeO2-GeO2-B i2O3-K2O玻璃样品,对玻璃进行了差热分析并测试了玻璃的吸收光谱和上转换光谱.应用Judd-Ofelt理论计算了Er3+/Yb3+共掺锗碲铋钾玻璃的3个强度参数,及Er3+各能级的振子强度、自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命等光谱参数.通过977 nm的激光二极管抽运,在室温下同时观察到绿色(522和546 nm)和红色(658 nm)的荧光发射,分别是由于Er3+自2H11/2→4I15/24、S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁而产生.强烈的绿光和红光发射均来源于双光子吸收过程. 展开更多

关键词 锗碲铋钾玻璃 ER^3+/YB^3+ 共掺 Judd—Ofeh理论 上转换

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掺Er^(3+)钨碲玻璃光纤放大器的特性研究

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作者 朱茂华 张淑芳 谷彤昭 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1706-1709,共4页

以WO3、TeO2、ZnO和Na2O为基质制备了掺Er3+钨碲(EDWTZn)玻璃.差热分析表明EDWTZn玻璃的转变温度达到427℃,比常规碲酸盐玻璃具有更高的热稳定性.McCumber原理研究的结果显示,EDWTZn玻璃在1530nm处的峰值受激发射截面和荧光发射半高宽... 以WO3、TeO2、ZnO和Na2O为基质制备了掺Er3+钨碲(EDWTZn)玻璃.差热分析表明EDWTZn玻璃的转变温度达到427℃,比常规碲酸盐玻璃具有更高的热稳定性.McCumber原理研究的结果显示,EDWTZn玻璃在1530nm处的峰值受激发射截面和荧光发射半高宽分别为9.52×10-21cm2和86nm.数值模拟结果表明,EDWTZn光纤放大器利用较短的激活长度就可获得足够的信号光放大,在1530nm波长附近能提供极宽的平坦增益带,当输入信号光功率为0dBm时,在大约70nm带宽范围内的平均信号增益大于20dB,不平坦度小于5dB. 展开更多

关键词 掺Er^3+钨碲玻璃 发射截面 掺铒光纤放大器 增益 速率方程 传输方程

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980nm激光泵浦下掺Er^(3+)碲酸盐玻璃的光子雪崩上转换

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作者 李玉琼 孙真荣 王祖赓 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期977-979,共3页

在980 nm激光二极管的抽运下,掺Er3+碲酸盐玻璃辐射出很强的绿色上转换荧光,荧光强度与抽运功率呈非线性关系,发光强度和积累时间与激光抽运功率的关系研究表明存在雪崩阈值44 mW。发现光子的积累时间(几十毫秒量级)远大于荧光的寿命,... 在980 nm激光二极管的抽运下,掺Er3+碲酸盐玻璃辐射出很强的绿色上转换荧光,荧光强度与抽运功率呈非线性关系,发光强度和积累时间与激光抽运功率的关系研究表明存在雪崩阈值44 mW。发现光子的积累时间(几十毫秒量级)远大于荧光的寿命,且积累时间随抽运功率的增大而减小。与早先报道的690和579 nm抽运波长相比,980 nm是更加有效的抽运波长。 展开更多

关键词 上转换 光子雪崩 掺Er^3+碲酸盐玻璃

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Er^(3+)-Yb^(3+)掺杂SiO_2-SrO-NaF玻璃陶瓷的制备及表征 被引量：3

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作者 孟硕 赵梦洁 +3 位作者 韦钦磊 邹翔宇 张洪波 苏春辉 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1505-1509,共5页

采用熔融晶化法制备了主晶相为SrF_2的Er^(3+)-Yb^(3+)共掺透明氟氧化物玻璃陶瓷,利用DSC、XRD、SEM、UV-Vis-NIR和荧光光谱对样品的结构、形貌、发光性能进行了测试与表征。研究表明:该体系玻璃最佳热处理温度为620℃,最佳热处理时间为... 采用熔融晶化法制备了主晶相为SrF_2的Er^(3+)-Yb^(3+)共掺透明氟氧化物玻璃陶瓷,利用DSC、XRD、SEM、UV-Vis-NIR和荧光光谱对样品的结构、形貌、发光性能进行了测试与表征。研究表明:该体系玻璃最佳热处理温度为620℃,最佳热处理时间为2h,并讨论了Yb^(3+)不同掺杂浓度对Er^(3+)-Yb^(3+)共掺玻璃陶瓷样品上转换发光性能的影响,确定Er^(3+)-Yb^(3+)最佳掺杂浓度比为1∶7,同时观察到了明亮的绿光(522,540 nm)和较弱的红光(656 nm),对Er^(3+)和Yb^(3+)之间的能量传递过程进行了讨论。 展开更多

关键词 SrF2 玻璃陶瓷 Er^3+-Yb^3+共掺 上转换

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铒镱共掺光波导激光器的稳态特性 被引量：2

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作者 冷洁 张晓霞 +3 位作者 王仕超 周勇 王祥斌 陈沛然 《中国光学与应用光学》 2009年第2期163-168,共6页

从光波导激光器的工作理论出发,研究了铒镱共掺磷酸盐波导激光器的稳态特性。利用重叠因子简化了980nm光抽运的铒镱共掺波导激光器四能级模型的速率-传输方程;在忽略自发辐射的情况下,利用数值模拟的方法,得到了铒镱共掺波导激光器的输... 从光波导激光器的工作理论出发,研究了铒镱共掺磷酸盐波导激光器的稳态特性。利用重叠因子简化了980nm光抽运的铒镱共掺波导激光器四能级模型的速率-传输方程;在忽略自发辐射的情况下,利用数值模拟的方法,得到了铒镱共掺波导激光器的输出与Er3+/Yb3+离子浓度、泵浦功率、波导长度等参量之间的关系曲线。理论分析结果表明,选择合适的铒镱离子浓度是制作铒镱共掺波导激光器的关键。采用980nm波长的泵浦光,泵浦功率为80mW,Er3+浓度取2.0×1026/m3左右,Yb3+/Er3+浓度比为7～10,波导长度为2.0cm左右时,可以得到最大输出光功率。 展开更多

关键词 光波导激光器 Er3+/Yb3+共掺 重叠因子 磷酸盐玻璃 稳态特性

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