Pr 3+ 掺杂Ge-Ga-Se-CsI硫卤玻璃性能及光纤制备
发布时间：2021-02-28 00:40
采用熔融淬冷法制备了两种浓度的Pr3+掺杂GeSe2-Ga2Se3-CsI（GGC）硫卤玻璃。在2.0μm激光激励下,比较了玻璃片（2 mm）和玻璃柱（6 mm）的荧光发射光谱。用Judd-Ofelt理论计算分析了Pr3+掺杂Ge-Ga-Se-CsI硫卤玻璃的强度参数Ωi（i=2,4,6）和辐射寿命τrad等光谱参数。通过拟合衰变曲线,测得了玻璃的荧光寿命值(0.5%Pr3+:3.08 ms)。所制备的光纤具备双包层结构,通过截断法得到光纤在7.6μm处的最低损耗为2.27 dB/cm。
【文章来源】：发光学报. 2020,41(11)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
(GeSe2)55-(Ga2Se3)25-(CsI)20玻璃(厚度为2 mm)的透过光谱:实线表示提纯处理的玻璃,虚线表示未提纯处理的玻璃。
图1为(GeSe2)55-(Ga2Se3)25-(CsI)20玻璃的拉曼光谱。由于拉曼光谱是研究非晶材料结构最常用的方法之一,我们常通过拉曼光谱测量来研究分子振动、转动[18]。在Ge-Sb-Se-Ga-I玻璃中,含镓结构单元的振动模式不明显。由于锗和镓原子量之间的微小差异,含镓结构单元的振动模式可能与含有锗的结构单元重叠[19]。150～225 cm-1区域的宽带表示多个波段的叠加。200 cm-1处的尖峰是由于角共享GeSe4/2四面体中Ge—Se键的对称伸缩振动[20]。235～320 cm-1范围内的低强度带至少由5个重叠带组成:在250 cm-1处由于Se8环[21],在256 cm-1处由于Sen振动,在266 cm-1 处由于Se—Se键振动[20,22],在275 cm-1和307 cm-1处由于GeSe2。(GeSe2)55-(Ga2Se3)25-(CsI)20玻璃在2.5～18 μm范围内的红外透过光谱如图2所示。在G2曲线中,出现了以2.8,4.5,6.28,9.58,13 μm为中心的5个主要吸收峰,分别对应玻璃中O—H、Se—H、H2O、Si—O和Ge—O杂质的吸收。对于GeSe2-Ga2Se3-CsI玻璃,与O—H杂质有关的吸收主要是由于卤化物CsI对水分非常敏感。在真空过程中通过加热除去挥发性氧化物杂质,并将Mg作为金属还原剂加入,然后将玻璃原料作为一个整体进行蒸馏和纯化。可以发现玻璃的透光率明显提高,基本消除了上述杂质的吸收。
图2 (GeSe2)55-(Ga2Se3)25-(CsI)20玻璃(厚度为2 mm)的透过光谱:实线表示提纯处理的玻璃,虚线表示未提纯处理的玻璃。图4显示了G3、G4、G6玻璃在0.5～2.5 μm和2.5～15 μm范围内的吸收光谱。观察到在0.5～2.5 μm波段范围内3个吸收带集中在1 450,1 600,2 040 nm处,这是由Pr3+离子从基态能级3H4到不同的激发态能级3F4、3F3和3F2的f-f电子跃迁引起的。G3和G4在4.5 μm附近的吸收峰对应Pr3+的吸收。当Pr3+含量从0.5%增加到1%时,吸收带明显增强。当卤化物含量增加时,吸收带出现轻微的蓝移。实际上,光子吸收边在变化。当卤化物的含量从20%变化到40%时,光子吸收边从620 nm变化到560 nm。
【参考文献】：
硕士论文
[1]Dy3+掺杂Ge-Ga-S-CsI硫卤玻璃的中红外发光性能研究[D]. 侯亚南.武汉理工大学 2010
本文编号：3055042
【文章来源】：发光学报. 2020,41(11)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
(GeSe2)55-(Ga2Se3)25-(CsI)20玻璃(厚度为2 mm)的透过光谱:实线表示提纯处理的玻璃,虚线表示未提纯处理的玻璃。
图1为(GeSe2)55-(Ga2Se3)25-(CsI)20玻璃的拉曼光谱。由于拉曼光谱是研究非晶材料结构最常用的方法之一,我们常通过拉曼光谱测量来研究分子振动、转动[18]。在Ge-Sb-Se-Ga-I玻璃中,含镓结构单元的振动模式不明显。由于锗和镓原子量之间的微小差异,含镓结构单元的振动模式可能与含有锗的结构单元重叠[19]。150～225 cm-1区域的宽带表示多个波段的叠加。200 cm-1处的尖峰是由于角共享GeSe4/2四面体中Ge—Se键的对称伸缩振动[20]。235～320 cm-1范围内的低强度带至少由5个重叠带组成:在250 cm-1处由于Se8环[21],在256 cm-1处由于Sen振动,在266 cm-1 处由于Se—Se键振动[20,22],在275 cm-1和307 cm-1处由于GeSe2。(GeSe2)55-(Ga2Se3)25-(CsI)20玻璃在2.5～18 μm范围内的红外透过光谱如图2所示。在G2曲线中,出现了以2.8,4.5,6.28,9.58,13 μm为中心的5个主要吸收峰,分别对应玻璃中O—H、Se—H、H2O、Si—O和Ge—O杂质的吸收。对于GeSe2-Ga2Se3-CsI玻璃,与O—H杂质有关的吸收主要是由于卤化物CsI对水分非常敏感。在真空过程中通过加热除去挥发性氧化物杂质,并将Mg作为金属还原剂加入,然后将玻璃原料作为一个整体进行蒸馏和纯化。可以发现玻璃的透光率明显提高,基本消除了上述杂质的吸收。
图2 (GeSe2)55-(Ga2Se3)25-(CsI)20玻璃(厚度为2 mm)的透过光谱:实线表示提纯处理的玻璃,虚线表示未提纯处理的玻璃。图4显示了G3、G4、G6玻璃在0.5～2.5 μm和2.5～15 μm范围内的吸收光谱。观察到在0.5～2.5 μm波段范围内3个吸收带集中在1 450,1 600,2 040 nm处,这是由Pr3+离子从基态能级3H4到不同的激发态能级3F4、3F3和3F2的f-f电子跃迁引起的。G3和G4在4.5 μm附近的吸收峰对应Pr3+的吸收。当Pr3+含量从0.5%增加到1%时,吸收带明显增强。当卤化物含量增加时,吸收带出现轻微的蓝移。实际上,光子吸收边在变化。当卤化物的含量从20%变化到40%时,光子吸收边从620 nm变化到560 nm。
【参考文献】：
硕士论文
[1]Dy3+掺杂Ge-Ga-S-CsI硫卤玻璃的中红外发光性能研究[D]. 侯亚南.武汉理工大学 2010
本文编号：3055042
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3055042.html
