稀土掺杂的中红外碲酸盐和锗酸盐玻璃材料的制备及光谱性质研究.pdf

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1、l，I％‘·7。f?分类号UDC密级稀土掺杂的中红外碲酸盐和锗酸盐玻璃材料的制备及光谱性质研究指导教师陈宝玖学位授予单位郑燕峰张金苏职称大连海事大学．教授讲师申请学位级别理学硕士学科(专业)凝聚态物理论文完成日期2011-05-20答辩日期2011-06-26答辩委员会主席●＼I崎▲l，．哼I4，l鼻TheSynthesisandSpectralPropertiesofRareEarthIonsDopedMid—·infraredEmittingTelluriteandGermanateGlassesAthesisSubmittedto

2、DalianMaritimeUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofSciencebyZhengYanfeng(CondensedMatterPhysics)ThesisSupervisor：ProfessorChenBaojiuDoctorZhangJinsuMay2011蒂q崎剪伊漕d●每峄●售I奠大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成硕士学位论文

3、：：煎±鳘苤数主红处鲎酸垫塑壁酸垫蘧疆挝魁丝剑备丞当堂丝厦受究：：。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：．辎学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容

4、编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密口在——年解密后适用本授权书。不保密囱(请在以上方框内打“寸’)论文作者签名：拇磷导师主名：了车乏认弓屠岔荔、日期：≯ff年6月为日r_龟噶和、一气弩’7‘，；确董}'中文摘要摘要由于中红外激光在通讯、医学、军事

5、、环境科学等领域有着广泛的应用，所以使其成为了发光研究领域的一个热点。与晶体材料相比较，玻璃材料有制备工艺简单、制备周期短及性质可控等优点，因此，近年来稀土离子掺杂的中红外玻璃材料的研究受到了人们重视。本论文研究Tm3+、Era+及H03+掺杂的稀土碲酸盐、锗酸盐及锗碲酸盐玻璃的合成及其光谱性质。论文所取得的主要结果如下：一、设计并制备了xGe02一(80-x、,}Te02．9．5ZnF2—10NaF一0．5H0203忙0，10，20，30，40，50，60，70，80)玻璃样品，计算并分析这些样品中Ho弘的Judd-Ofelt参数，发

6、现踢的值随着玻璃基质中"le02的增加先增大后减小，而皿和Q6随玻璃组分的变化不大，这可能是由于玻璃基质的变化改变了Ho”周围晶体场环境。计算了不同组分玻璃样品中红外517---,5Is的发射截面和光学增益系数，得出了含20m01％Ge02和60m01％Te02的样品的发射截面最大和最有益于实现H03+：517_518激光发射。二、设计并制备了一种掺杂Tm”的碲酸盐玻璃材料(70Te02．10ZnF2．10A1203．t0NaF)，对玻璃的基本物理性质，如密度、折射率、体积浓度等进行了表征。计算了该玻璃中Tm3+的Judd．Ofelt参

7、数，得到啦=5．36x10一cm2，D．4-1．33x10之oem2，瓯：o．98x10‘20cm2。计算了Tm3+离子的1D2以下各能级间的光学跃迁振子强度、辐射跃迁速率、各能级跃迁的分支比以及辐射跃迁寿命。对Tm3+的3H4能级的中红外发射特性进行了分析，得到了3H6—3H4跃迁的吸收截面及3H4．÷3H6的跃迁的发射截面。最后，对中红外发射3H4-÷3H6的增益特性进行了评价。三、设计并制备了组分为75GE02—20PbO．10BaO一5K20一0．5A920．0．5Er203的样品，通过退火在样品中生长了Ag粒子。利用Mie理论

8、对样品中Ag粒子的尺寸进行了估计，发现随着样品退火时间的增加Ag粒子首先长大，当退火时间过长时样品中Ag粒子的尺寸反而减小。在488ilnl激发下观察到了退火样品的荧光增强现象，通过对发射光谱的分析和Jud