Ho3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃及微结构光纤的制备与性能研究

摘要

针对当前应用广泛且具有诸多优点的光纤激光器，我们设计了一种可用于产生近中红外激光的稀土掺杂碲酸盐玻璃及微结构光纤，重点对其光谱及激光性能作了研究。
　　本文用通过高温熔融法制备了不同浓度Ho3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃。测试了其吸收光谱，应用Judd-Ofelt(J-O)理论计算分析了玻璃的各项光谱参数，测试并分析了样品的上转换光谱。使用980nmLD激光器作为泵浦光源，观察到了Ho3+离子从5I6到5I8跃迁产生的1.2μm的发射。且发现当Yb2O3摩尔浓度为2％，Ho2O3摩尔浓度0.75％时，1.2μm处的荧光强度最强。应用McCumber理论计算了Ho3+在1.2μm处的受激发射截面为σe=0.27×10-20cm2，在2.0μm处的受激发射截面为σe=0.57×10-20m2。通过研究，说明这种配方的碲酸盐玻璃是一种可用于1.2μm及2.0μm激光器的有效激光增益介质材料。
　　通过对玻璃样品研究分析选择具有激光输出潜力的组分玻璃，制作加工成为光纤预制棒，拉制出了质量优良的具有六个空气孔的微结构光纤。在980nmLD激光器泵浦下，观察到了微结构光纤在1.2μm及2.0μm波段处的发射光放大。表明我们所拉制的光纤可用于光纤激光器。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 碲酸盐玻璃

1．2．1 碲酸盐玻璃简介

1．2．2 碲酸盐玻璃的组成

1．2．3 碲酸盐玻璃的成玻性

1．2．4 碲酸盐玻璃化学稳定性

1．3 稀土元素简介

1．3．1 Ho3+离子能级及性质

1．4 近中红外光纤激光器

1．4．1 光纤激光器的研究进展

1．4．2 1．2μm光纤激光器

1．5 微结构光纤简介

1．6 论文主要内容

1．7 本文研究目的及意义

第二章 Ho3+／Yb3+共掺碲酸盐玻璃的制备和光谱性能

2．1 玻璃样品的制备

2．1．1 玻璃组分的选择

2．1．2 玻璃样品的制备

2．2 玻璃样品的测试及分析

2．2．1 密度测试及分析

2．3 玻璃样品光谱的测试及分析

2．3．1 吸收光谱

2．3．2 上转换荧光光谱

2．3．3 1．2μm荧光光谱

2．4 光谱参数的计算

2．4．1 J-O理论简介

2．4．2 碲酸盐玻璃中Ho3+各光谱参数的计算

2．5 结论

第三章 微结构光纤的制备及其激光性能

3．1 微结构光纤简介

3．1．1 微结构光纤的设计

3．1．2 微结构光纤的拉制

3．2 光纤测试系统设计

3．2．1 光纤的测试

3．3 结论

第四章 结论与展望

4．1 结论

4．2 展望

参考文献

作者简介

致谢