Optical spectroscopy and energy transfer of Er3+/Ce3+ in B2O3-doped bismuth-silicate glasses

Ce3+ and B2O3 are introduced into erbium-doped Bi2O3-SiO2 glass to enhance the luminescence emission and optic spectra characters of Er3+. The energy transfer from Er3+ to Ce3+ will obviously be improved with the phonon energy increasing by the addition of B2O3. Here, the nonradiative rate, the lifetime of the I-4(11/2) -> I-4(3/2) transition, and the emission intensity and bandwidth of the 1.5 mu m luminescence with the I-4(13/2) -> I-4(5/2) transition of Er3+ are discussed in detail. The results show that the optical parameters of Er3+ in this bismuth-borate-silicate glass are nearly as good as that in tellurite glass, and the physical properties are similar to those in silicate glass. With the Judd-Ofelt and nonradiative theory analyses, the multiphonon decay and phonon-assisted energy-transfer (PAT) rates are calculated for the Er3+/Ce3+ codoped glasses. For the PAT process, an optimum value of the glass phonon energy is obtained after B2O3 is introduced into the Er3+/Ce3+ codoped bismuth-silicate glasses, and it much improves the energy-transfer rate between Er3+ I-4(11/2)-I-4(13/2) and Ce3+ F-2(5/2) -> F-2(7/2), although there is an energy mismatch. (c) 2007 Optical Society of America.

掺铒磷酸盐玻璃离子交换波导表面保护的研究

对离子交换波导制备过程中掺铒磷酸盐玻璃表面的侵蚀问题进行了研究，分析了产生侵蚀的原因，提出镀K9玻璃薄膜的方法，对掺铒磷酸盐玻璃表面进行保护．采用光学显微镜和原子力显微镜对波导表面特性进行了表征。同时对平板波导的光学特性进行了测试．研究表明K9玻璃薄膜不仅能够对掺铒磷酸盐玻璃起到保护作用，同时允许交换离子透过进入磷酸盐玻璃形成波导层．

K9玻璃薄膜对离子交换磷酸盐玻璃波导表面保护的优化研究

采用镀K9玻璃薄膜方法来解决离子交换掺铒磷酸盐玻璃波导表面的侵蚀问题,对K9玻璃薄膜的厚度进行了优化研究。测量分析了样品的荧光光谱和荧光寿命,采用光学显微镜和棱镜耦合技术对不同K9玻璃薄膜厚度下制备波导的表面形貌和导光特性进行了表征和测试。结果表明,与掺铒磷酸盐玻璃原材料相比,镀K9玻璃薄膜后荧光光谱保持不变,荧光寿命稍有下降(约0.2 ms);K9玻璃薄膜的厚度在60~80 nm的范围内保护效果最佳。为下一步制备掺铒有源玻璃光波导器件奠定了良好的实验基础。

基于高频微波技术的分布式光纤传感器布里渊散射信号检测

分析了布里渊分布式光纤传感技术原理,采用自行研制的光纤单纵模分布反馈(DFB)激光器结合电光调制技术,利用相干检测技术,对布里渊微弱后向散射信号进行检测。通过改进滤波放大技术,对微弱后向散射光信号进行有效放大,再用扰偏技术及信号采样平均处理,实现对光纤传感器后向布里渊散射信号在11 GHz高频段直接采集显示。结果表明,探测所得布里渊散射信号峰值功率可达50 mV,能有效降低解调系统信号检测难度,改善了系统信噪比(SNR)。初步实验结果证明了该方案的可行性。

一种利用相位掩模版对光栅波长进行微调的光栅刻写方法

提出并实验证实了一种刻写光栅时既能保护相位版又能对光栅的反射波长进行微调的方法．通过调整光纤和相位版之间的距离，利用1550nm单模光纤和掺铒分别实现了0．48nm和2．2nm的光栅反射波长的调节．在相位版和光纤之间的距离保持在3mm的条件下，既可以保护相位版又可以获得高质量的光栅．

Strong visible up-conversion emissions and thermometric applications of Er3+-Yb3+ codoped Al2O3 prepared by the sol-gel method

The Er3+-Yb3+ codoped Al2O3 has been prepared by the sol-gel method using the aluminium isopropoxide [Al(OC3H7)(3)]-derived Al2O3 sols with addition of the erbium nitrate [Er(NO3)(3) center dot 5H(2)O] and ytterbium nitrate [Yb(NO3)(3) center dot 5H(2)O]. The phase structure, including only two crystalline types of doped Al2O3 phases, theta and gamma, was obtained for the 1 mol% Er3+ and 5 mol% Yb3+ codoped Al2O3 at the sintering temperature of 1,273 K. By a 978 nm semiconductor laser diodes excitation, the visible up-conversion emissions centered at about 523, 545, and 660 nm were obtained. The temperature dependence of the green up-conversion emissions was studied over a wide temperature range of 300-825 K, and the reasonable agreement between the calculated temperature by the fluorescence intensity ratio (FIR) theory and the measured temperature proved that Er3+-Yb3+ codoped Al2O3 plays an important role in the application of high temperature sensor.

掺铒碲酸盐玻璃中的浓度猝灭机理研究

测试了掺铒碲酸盐玻璃在不同掺杂浓度下的荧光特性．根据Dexter能量转移理论计算了Er^3+在碲酸盐玻璃中发生浓度猝灭的临界距离R0及Er^3+间相互作用参数CEr-Er，并与其他基质玻璃中CEr-Er数值进行了比较．最后建立了Er^3+基于OH^-作为猝灭中心下碲酸盐玻璃中的浓度猝灭模型．

铒离子浓度对掺Er^3＋碲酸盐玻璃的Judd-Ofelt理论参数的影响

制备了四种不同铒离子掺杂浓度的碲酸盐玻璃，通过测定吸收光谱计算了吸收谱线的振子强度，根据Judd-Ofelt理论计算了不同浓度下Er^3＋离子发光光谱的强度参数Ω（i=2，4，6），计算了自发辐射电偶和磁偶跃迁概率、辐射寿命、荧光分支比等参数，讨论了Er^3＋离子浓度变化对以上这些参数的影响。测试了Er^3＋：^4I13／2→^4I15／2跃迁对应的荧光光谱和Er^3＋：^4I13／2能级荧光寿命。最后应用McCumber理论计算了玻璃中Er^3＋：^4I13／2→^4I15／2跃迁对应的受激发射截面大小

新型掺铒离子氧氟碲酸盐玻璃的光谱性质

探求新的具有优良的热学和光学性能的基质玻璃系统，是获得具有宽带宽和增益平坦的掺Er^3＋光纤放大器（EDFA）的一种有效途径。制备了一种新型氧氟碲酸盐玻璃TeO2-BaF2-LaF3，并对其热学性能和光学性质进行了测试。应用乍得-奥菲尔特（Judd-Ofelt）理论计算了Er^3＋离子的J-O理论参量和荧光寿命r。探讨了氟化物的引入对碲酸盐玻璃结构的改变的影响，并分析了其对玻璃的热学性质和光学性质的影响。实验发现，获得的氧氟碲酸盐玻璃具有优良的热学稳定性（△T=156.6C），宽的荧光半峰全宽（72nm）

掺铒钙铝硅玻璃的光学带隙

玻璃中稀土掺杂的离子的光谱性质受其周围的玻璃结构和在玻璃基质中的分布影响很大。利用熔融法制备了组分为9SiO2·26Al2O3·65CaO·1．0Er2O3·0．3Yb2O3和分别加入MgO以及La2O3的掺铒钙铝硅玻璃，并研究了其吸收边和光学带隙。计算得出离子填充比随玻璃的平均摩尔质量的增大而减小，同时利用Judd—Ofelt模型计算出该玻璃体系的Ω2，Ω4和Ω6参数，并进行了分析。随着MgO或La2O3的加入，吸收边向短波长移动，光学带隙增大，同时Ω2和Ω6值也增大。对ln（α）和hω的曲线进行线性拟

掺铒碲-钨-钠玻璃基质的光谱性质研究

制备了用于离子交换法制备光波导器件的掺铒碲-钨-钠玻璃基质。应用扎得-奥菲而特(Judd—Ofelt)理论计算了玻璃样品的三个强度参量，由强度参量计算了Er^3+离子的自发跃迁几率、荧光分支比等光谱参量；应用麦克库玻(McCumber)理论，计算了Er^3+离子在1．5μm的受激发射截面，荧光测试发现Er^3+离子的荧光半峰全宽可达65nm。比较了Er^3+离子在不同玻璃基质中的光谱特性。结果表明，Er^3+离子在碲-钨-钠玻璃中具有较高的受激发射截面和较宽的荧光半峰全宽，可以用于宽带光波导器件的制备。

Cr^3＋，Yb^3＋，Er^3＋共掺磷酸盐铒玻璃转镜调Q激光性质研究

研究了Cr^3＋，Yb^3＋，Er^3＋共掺磷酸盐铒玻璃转镜调Q激光性质．三种Er2O3掺杂浓度的激光实验结果表明，在Er2O3名义掺杂浓度为0．5wt％时，玻璃的综合激光性质最好，重复频率为0．1Hz时，它的激光阈值功率为14．5mJ，最大输出能量为9．6mJ，斜率效率为0．55％．在同种实验条件下，比较了Cr14和Kigre公司生产的QE-7S激光性质参数，实验表明，前者激光阈值功率稍低，而后者的斜率效率和最大输出功率略高．

掺铒碲酸盐玻璃的热力学稳定性和光谱性质的研究

分析了掺Er^3+碲酸盐玻璃的热力学稳定性能，研究了掺Er^3+碲酸盐玻璃的吸收和荧光光谱性质；应用Judd-Ofelt理论计算了碲酸盐玻璃中Er^3+离子的强度参数Ω(Ω2=4．79×10^-20cm^2,Ω4=1．52×10^-20cm^2，Ω6=0．66×10^-20cm^2)，计算了离子的自发跃迁几率，荧光分支比；应用McCumber理论计算了Er^3+的受激发射截面(σe=10．40×10^-21cm^2)、Er^3+离子^4I13／2→^4I15／2发射谱的荧光半高宽(FWHM=65．5nm)

一种新型掺铒碲酸盐玻璃的光谱性质研究

研究了一种新型掺Er^3+碲酸盐玻璃的光谱性质；应用Judd-Ofelt理论计算了碲酸盐玻璃中Er^3+离子的强度参数Ω(Ω2=4．79×10^-20cm^2，Ω4=1．52×10^-20cm^2，Ω6=0．66×10^-20cm^2)，计算了离子的自发跃迁概率，荧光分支比；应用McCumber理论计算了Er^3+的受激发射截面(σe=10．40×10^-21cm^2)，Er^3+离子^4I13/2→^4I15/2发射谱的荧光半高宽(FWHM=65．5nm)及各能级的荧光寿命(^4I13/2能级为τrad

上转换效应对Er3+-Yb3+共掺磷酸盐玻璃被动调Q 激光输出的影响

To study the effects of upconversion in Erbium, a set of rate equations that simulates the performance of the passively Q-switched Er:Yb:glass laser with a Co²⁺:MgAl2O4 saturable absorber was set up. The dynamics of the Er³⁺ excited state and the effect of upconversion on the passively Q-switched laser are obtained through numerical simulation of the model. It is found that the impact ratios of upconversion effect on the peak power of the passively Q-switched laser pluse and the repetition rate are both decreased with the increase of pump power.