具有长寿命、高透过氟磷酸盐微纳晶玻璃的制备及性能研究

发布时间：2017-09-06 10:10

  本文关键词：具有长寿命、高透过氟磷酸盐微纳晶玻璃的制备及性能研究

  更多相关文章： Nd~(3+) 氟磷酸盐玻璃 微纳晶玻璃 SrAlF_5 SrF_2

【摘要】：随着固体激光技术的迅速发展,高功率激光器已经成为研究的热点之一。目前制约高功率激光器主要是增益介质材料,传统的激光增益材料已经满足不了目前高功率激光器的需求,主要是传统的激光玻璃和激光晶体增益材料在大尺寸和增益性上的不足,制约了高功率激光器的发展。为了改善这一现状,微晶玻璃恰好满足这一需求,具有高增益、大尺寸等优良光学特性,这为高功率固体激光器提供了一种新型激光介质材料。本文将利用两种方法制备掺Nd~(3+)微晶玻璃激光材料,一种是热处理法,另一种是二次熔融法。本文研究内容和结果如下:1,基于氟磷酸盐玻璃经典配方进行设计优化,掺杂不同浓度的氧化钕(Nd2O3),质量分数分别为1 Wt%,3 Wt%,5 Wt%。当Nd2O3质量分数为1 Wt%时,获得荧光强度强和荧光寿命长等光学性能,其中钕离子4F3/2→4I11/2跃迁在1050 nm处荧光寿命τ=629μs,发射截面sem=4.72×10-20cm-2。2,基于低浓度Nd2O3(1 Wt%)具有优良的光学性能,热处理(HTT)该玻璃样品温度分别500℃、510℃、520℃,析出氟化物纳米晶SrAlF_5,通过XRD、TEM、SEM定性的表征析出晶体颗粒的尺寸在纳米级别,在510℃时热处理样品来控制纳米晶体的生长,其荧光衰减寿命是756μs,透光率在1049 nm达到72.2%。3,本实验用共沉淀方法制备Nd:SrF_2纳米晶体,通过调节氟磷酸盐玻璃组分中氟化物和偏磷酸盐使其折射率与纳米晶体Nd:SrF_2匹配,将两者混合,利用二次熔融法制备微晶玻璃复合材料。当Nd:SrF_2纳米晶体质量分数为20 Wt%时,4F3/2→4I11/2跃迁荧光寿命最强,τ=561μs。
【关键词】：Nd~(3+) 氟磷酸盐玻璃 微纳晶玻璃 SrAlF_5 SrF_2
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ171.733
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 微晶玻璃9
• 1.3 微晶玻璃的应用及研究进展9-16
• 1.3.1 硅酸盐玻璃和微晶玻璃11-12
• 1.3.2 磷酸盐玻璃和微晶玻璃12-14
• 1.3.3 氟化物玻璃及微晶玻璃14-15
• 1.3.4 碲酸盐玻璃及微晶玻璃15-16
• 1.4 本论文的研究内容和研究思路16-18
• 第二章 实验样品的制备及表征18-22
• 2.1 实验样品的制备方法18
• 2.2 实验的表征方法18-21
• 2.2.1 氟磷酸盐玻璃样品密度的测定方法18
• 2.2.2 样品中掺杂稀土离子浓度的测定方法18-19
• 2.2.3 样品折射率的测试方法19
• 2.2.4 样品荧光光谱和荧光寿命的测试方法19
• 2.2.5 样品的差热分析方法（热力性分析DSC）19-20
• 2.2.6 样品物相分析方法（XRD）20
• 2.2.7 透射电子显微镜方法（TEM）20
• 2.2.8 扫描电子显微镜分析方法（SEM）20
• 2.2.9 J-O理论计算方法20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第三章 掺Nd~(3+)氟磷酸盐玻璃的制备及光学性能22-29
• 3.1 前言22
• 3.2 氟磷酸盐玻璃制备22-23
• 3.3 氟磷酸盐玻璃表征23-26
• 3.3.1 吸收光谱和透过光谱的测试23-24
• 3.3.2 荧光光谱和荧光寿命的表征24-26
• 3.4 J-O理论的计算26-27
• 3.5 本章小结27-29
• 第四章 氟铝酸锶（SrAlF_5）微纳晶玻璃制备及光学性能29-41
• 4.1 前言29-30
• 4.2 FAP玻璃样品的制备30
• 4.3 FAP玻璃样品的测试30-40
• 4.3.1 DSC的测试30-31
• 4.3.2 热处理的吸收光谱和透过光谱的测试31-32
• 4.3.3 J-O理论计算32-34
• 4.3.4 热处理后样品XRD测试及晶体大小计算34
• 4.3.5 热处理后样品的微观结构TEM和SEM测试34-37
• 4.3.6 荧光和荧光寿命光谱分析37-40
• 4.4 本章小结40-41
• 第五章 SrF_2:Nd微纳晶-玻璃复合材料制备41-50
• 5.1 前言41
• 5.2 纳米晶体的制备41-43
• 5.2.1 掺钕SrF_2纳米晶体的制备41-42
• 5.2.2 SrF_2:Nd纳米晶体的表征42-43
• 5.3 包覆基质玻璃的制备及折射率的调制43-45
• 5.4 掺钕氟化锶（SrF_2：Nd）纳米晶体和氟磷酸盐基质玻璃球磨45-46
• 5.5 SrF_2:Nd微纳晶复合材料制备46-49
• 5.6 本章小结49-50
• 第六章 总结与展望50-52
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文52-53
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目53-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-58

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王宏涛,杨卫;纳晶金属的力学行为[J];力学进展;2004年03期

2 朱荣涛;周剑秋;霍如肖;;粗晶与纳晶镍片拉伸力学行为[J];稀有金属材料与工程;2011年03期

3 李春光;彭伟功;许可;王香平;田魏;;甘蔗渣纳晶纤维素酸法制备工艺的响应面法优化[J];安全与环境学报;2012年04期

4 李延灏;牛千雪;范金石;;纳晶纤维素的制备及其应用展望[J];中华纸业;2012年22期

5 吴伟兵;庄志良;戴红旗;;纳晶纤维素的研究进展[J];中国造纸学报;2013年04期

6 吴伟兵;张磊;;纳晶纤维素的功能化及应用[J];化学进展;2014年Z1期

7 王璐;周剑秋;张舒;;纳晶金属中纳米孔洞增长的微观力学模型[J];南京工业大学学报(自然科学版);2013年06期

8 张舒;周剑秋;王璐;;单轴压缩下微纳晶镍的孔洞演化模型[J];固体力学学报;2013年05期

9 孙世菊;胡亦;韩伟;;热丝法制备硅纳晶颗粒及其发光性质[J];微纳电子技术;2011年09期

10 刘英光;周剑秋;;晶粒尺寸对纳晶材料断裂韧性的影响[J];南京工业大学学报(自然科学版);2011年06期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 孟庆波;;固态复合电解质纳晶染料敏化太阳能电池[A];2005年纳米和表面科学与技术全国会议论文摘要集[C];2005年

2 蒋昌忠;范湘军;;离子注入过程中银纳晶的原位透射电镜研究[A];第十一次全国电子显微学会议论文集[C];2000年

3 林原;张敬波;王维波;肖绪瑞;蒋凤芝;江雷;;原子力显微镜研究化学处理TiO_2纳晶薄膜电极的微观电导性能[A];中国太阳能学会2001年学术会议论文摘要集[C];2001年

4 周娜;张一多;李冬梅;罗艳红;孟庆波;;染料敏化太阳能电池的共敏计算[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年

5 解东梅;林原;;光谱法测量纳晶电极的平带电位[A];第十三届全国太阳能光化学与光催化学术会议学术论文集[C];2012年

6 林原;李学萍;肖绪瑞;;纳晶半导体薄膜光电化学太阳电池的研究现状与进展[A];中国太阳能学会2001年学术会议论文摘要集[C];2001年

7 张敬波;方世璧;李学萍;王维波;林原;肖绪瑞;;TiO_2纳晶固态太阳能电池[A];中国太阳能学会2001年学术会议论文摘要集[C];2001年

8 黎甜楷;许谦;王令萱;;用溶胶—凝胶法制备α—Fe_2O_3纳晶掺杂的TiO_2玻璃薄片及其光物化性能研究[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 记者 吴正懿;新海宜2.7亿增资纳晶光电投身LED领域[N];上海证券报;2011年

2 范航;TiO_(2)纳晶多孔薄膜[N];中国矿业报;2002年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 付国柱;金属离子掺杂TiO_2纳晶薄膜光阳极的制备及光电性能研究[D];北京化工大学;2015年

2 柯伟伟;硅纳晶材料的制备和发光特性[D];清华大学;2011年

3 张含平;敏化纳晶TiO_2薄膜电极的制备及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张燕燕;CdS纳晶电致化学发光性能的提升与生物传感应用[D];南京大学;2015年

2 米晓冬;纳晶双峰材料的断裂韧性研究[D];华北电力大学;2015年

3 王金龙;具有长寿命、高透过氟磷酸盐微纳晶玻璃的制备及性能研究[D];南京邮电大学;2016年

4 王东东;稀土掺杂微纳晶体—玻璃复合材料的制备及性能研究[D];南京邮电大学;2014年

5 干洁;无定形氧化硅的相分离和纳晶硅镶嵌二氧化硅的制备[D];复旦大学;2011年

6 黄玉萍;可见光响应半导体纳晶薄膜的制备及催化性能研究[D];北京化工大学;2011年

7 闫晓丹;二氧化钛纳晶制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用[D];北京化工大学;2010年

8 刘绪伟;掺磷纳晶硅薄膜的制备及相关特性研究[D];郑州大学;2007年

9 冯亮;纳晶硅超晶格薄膜的椭偏光谱和发光性质研究[D];复旦大学;2010年

10 解东梅;丝网印刷纳晶TiO_2薄膜电极的制备与性能研究[D];哈尔滨工程大学;2007年

，

本文编号：802510