光學(xué)上轉(zhuǎn)換用Yb3+,Er3+-YAG單晶光纖的制備與特性研究.pdf

1、上轉(zhuǎn)換發(fā)光是稀土元素特有的性質(zhì)之一,近年來(lái),隨著稀土分離,提純技術(shù)的進(jìn)步,稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的研究和應(yīng)用得到了顯著的發(fā)展,如何選用合適的基質(zhì)和激活離子獲得較高上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率是上轉(zhuǎn)換發(fā)光領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一釔鋁石榴石(YAG)物理化學(xué)性能穩(wěn)定,熔點(diǎn)高,抗熱損傷性強(qiáng)。YAG也是一種優(yōu)秀的稀土離子摻雜基質(zhì)材料。稀土摻雜YAG單晶光纖上轉(zhuǎn)換材料又具有光纖波導(dǎo)的特點(diǎn),在大功率LD的泵浦下,有希望得到大功率,光束方向性好的上轉(zhuǎn)換光源。論文采用激光加熱

2、基座法(簡(jiǎn)稱LHPG法)制備Yb3+,Er3+:YAG單晶光纖材料,對(duì)生長(zhǎng)過(guò)程中的參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析討論,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),源棒和籽晶的同軸性對(duì)單晶光纖生長(zhǎng)至關(guān)重要;由于粉末棒密度不均勻,生長(zhǎng)過(guò)程中又有氣泡產(chǎn)生,CO2光源的功率必須嚴(yán)格控制,并隨時(shí)調(diào)整以適應(yīng)單晶光纖的生長(zhǎng)。論文對(duì)所制備不同稀土摻雜濃度的單晶光纖的吸收光譜和980nm激光泵浦下的上轉(zhuǎn)換發(fā)光光譜進(jìn)行了測(cè)量分析,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,討論了上轉(zhuǎn)換發(fā)光的機(jī)制,結(jié)論如下:1.單晶光纖中的Yb3

3、+在870nm到1000nm之間有較強(qiáng)的吸收;Er3+在1100nm以下分別存在645nm、655nm、789nm三個(gè)吸收峰。隨著Er3+摻雜濃度提高,吸收峰的位置不變,吸收強(qiáng)度相應(yīng)提高,并且Er3+摻雜濃度大于1％時(shí),在525nm處有小的次吸收峰出現(xiàn)。2.Yb3+,Er3+:YAG在980nmLD泵浦下,在540nm-550nm,550nm-560nm間有兩個(gè)較強(qiáng)的綠光發(fā)射區(qū)域,分別對(duì)應(yīng)Er3+離子2H11/2→4I15/2和4S3/