Yb(3 )离子 激光玻璃 吸收截面 受激发射截面 光谱性能解析

Yb~(3 )离子论文：Yb(3+)掺杂硅酸盐激光玻璃的制备及其特性分析

【中文摘要】近年来随着固体激光器的迅速发展,对激光材料的研究已得到了广泛的重视。掺Yb~(3+)激光玻璃因其优异的热力学、光学性能,并具有高浓度掺杂等优点,被视为高能量、高功率激光器应用的重要材料。本文采用非CVD高温熔融工艺制备了Yb~(3+)掺杂硅酸盐激光玻璃。并通过测试玻璃物理特性以及对吸收光谱和荧光光谱等光谱特性的深入分析,研究了其作为激光材料所呈现的激光特性,

并从理论上计算了Yb~(3+)的吸收截面面积、受激发射截面面积及其荧光寿命等特征参数。实验的综合测试表明,所制备的玻璃材料能够满足激光玻璃的使用要求。论文的主要内容安排如下:首先,介绍了稀土掺杂光纤激光器的研究进展以及激光玻璃的基本要求与应用。并详细论述了Yb~(3+)离子掺杂激光玻璃的基础理论。其次,详细阐述了掺Yb~(3+)激光玻璃基质材料的设计,包括对玻璃体系的选择、玻璃组分所起的作用以及对激光玻璃的配方设计要求。通过高温熔融工艺制备出了激光玻璃样品。并对不同的熔制工艺作了比较分析。最后,对所制备激光玻璃样品的物理特性以及光谱特性作了测试分析。并结合稀土离子光谱理论以及激光参数计算方法,得到了样品的吸收截面σ_(abs)、受激...

【英文摘要】In recent years, along with the development of solid-state laser,people are paying high attention to the

research of laser material. Because of the excellent thermodynamic and optical properties and advantage of high doping concentration, Yb~(3+)-doped laser glass is regard as the important material applied in high energy and high power laser application. In this paper, The Yb~(3+)-doped silicate glass is prepared by using no-CVD high temperature melting process. Through testing the physical properties of g...

【关键词】Yb(3 )离子激光玻璃吸收截面受激发射截面光谱性能

【英文关键词】Yb(3 ) ions Laser glass Absorption cross section Emission cross section Spectral characteristic

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【目录】Yb~(3+)掺杂硅酸盐激光玻璃的制备及其特性分析摘要4-5Abstract5-6第1章绪论10-18 1.1 课题研究背景10-11 1.2 激光玻璃简介11-13 1.2.1 激光玻璃的基本要求

11-12 1.2.2 激光玻璃的应用12-13 1.3 光纤制备及其激光器应用进展13-16 1.4 掺镱激光玻璃的研究现状16-17 1.5 本文研究目的和主要内容17-18第2章 Yb~(3+)掺杂激光玻璃基础理论18-34 2.1 引言18 2.2 玻璃材料的性能介绍

18-21 2.2.1 基质玻璃的基本构型18-19 2.2.2 玻璃材料的相关概念19-21 2.3 稀土元素简介21-24 2.3.1 稀土元素的基本

性质21-22 2.3.2 Yb~(3+)的配位结构22 2.3.3 Yb~(3+)在硅酸盐中的能级结构22-24 2.4 稀土掺杂激光玻璃的光谱理论

24-27 2.4.1 激光玻璃中的稀土离子24-26 2.4.2 玻璃基质对稀土离子的光谱影响26-27 2.5 掺Yb~(3+)激光玻璃的光谱性质27-30 2.5.1 吸收光谱27-28 2.5.2 荧光光谱和发射光谱

28 2.5.3 荧光寿命τ和量子效率η28-29 2.5.4 无辐射跃迁29-30 2.5.5 Yb~(3+)离子荧光捕获效应30 2.6 光谱参数的计算30-33 2.6.1 J-O 理论30-32 2.6.2 McCumber 理论

32-33 2.7 本章小结33-34第3章掺Yb~(3+)激光玻璃基质材料设计34-42 3.1 引言34 3.2 玻璃体系的选择34-36 3.3 硅酸盐激光玻璃系统中氧化物的选择36-37 3.3.1 氧化物的分类36 3.3.2 各氧化物在玻璃形成中所起的作用36-37 3.4 硅酸盐激光玻璃的配方设计37-41 3.4.1 配方设计原则

37-38 3.4.2 试验原料选择38-40 3.4.3 试验样品配方

40-41 3.5 本章小结41-42第4章掺Yb~(3+)激光玻璃材料的制备42-52 4.1 引言42 4.2 掺杂粉末的制备42-45 4.2.1 粉体掺杂42-43 4.2.2 溶液掺杂43 4.2.3 溶胶-凝胶法

43-45 4.3 掺杂硅酸盐玻璃的熔制45-49 4.3.1 坩埚高温熔制45-47 4.3.2 拉丝塔高温熔制47-48 4.3.3 等离子体熔融

48-49 4.4 性能测试49-51 4.4.1 密度测试49-50 4.4.2 厚度测试50 4.4.3 玻璃样品中Yb~(3+)浓度的计算50 4.4.4 折射率测试50 4.4.5 吸收光谱测试50-51 4.4.6 荧光光谱测

试51 4.5 本章小结51-52第5章掺Yb~(3+)激光玻璃的光谱特性分析52-65 5.1 引言52 5.2 Yb~(3+)离子掺杂硅酸盐激光玻璃的光谱参数52-55 5.2.1 吸收截面和积分吸收截面计算

52-53 5.2.2 受激发射截面的计算53-54 5.2.3 荧光寿命计算54-55 5.3 掺镱玻璃的激光性能参数55-56 5.4 掺镱激光玻璃制备工艺讨论56-58 5.5 掺镱激光玻璃的吸收光谱分析

58-60 5.6 Yb~(3+)掺杂激光玻璃的荧光光谱分析60-63 5.7 耐激光强度的测试63 5.8 本章小结63-65结论65-66参考文献66-71攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

71-72致谢72-73作者简介73