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题目:稀土掺杂发光玻璃研究

关键词:Er-Dy,亚碲酸盐玻璃,光致发光,能量传递,光波导

  摘要

近年来对于发光材料的研究,由于发光二极管(LED)的广泛应用和大容量光通信技术的发展而持续升温。稀土离子掺杂玻璃材料在可见和红外波段的发光及其机制研究对照明和光通信应用有着重要意义。本论文主要内容包括通过传统的熔融法制备了多个系列不同浓度的稀土掺杂亚碲酸盐玻璃,并对样品进行一系列的测试来研究稀土离子的发光机理。通过样品的吸收谱分析了稀土离子在亚碲酸盐玻璃机制中的能级分布;采用He-Cd激光器(激发波长325 nm)作为激发光源研究了样品薄膜的可见光波段光致发光;通过CIE坐标计算拟合出样品在紫外光激发下的发光色度;改变稀土离子掺杂浓度研究双掺亚碲酸盐玻璃中Dy3+与Er3+之间的相互作用。通过吸收谱和发光谱的分析研究了Er3+,Dy3+离子在亚碲酸玻璃中的发光机制。稀土离子掺杂浓度逐渐增加导致出现发光猝灭现象。在双掺体系中改变单个稀土掺杂浓度对两个离子的发光峰都产生影响,这是由于Dy3+:4F9/2与Er3+:4F7/2能级之间能级失配较小,发生了共振能量传递。样品发光寿命的结果也证实了能量传递的存在。因为Er3+/Dy3+双掺亚碲酸盐在紫外光激发下在蓝光,绿光和红光波段都有发光,可以通过增强样品蓝光发射,实现白光发光。稀土发光材料在红外波段的发光主要应用在光通信领域,可以用来制备光波导。论文最后综述了光波导的制备方法,主要研究了MeV离子注入和飞秒激光刻写光波导,并对已制备的光波导进行了通光测试和发光测试。飞秒激光刻写的Er,Yb双掺磷酸盐玻璃光波导在1.55 μm波长处具有较好的通光性能,在红外1.5 μm附近有较强的宽带发光。