掺铒硫系玻璃的光谱特性和稀土离子的局域环境研究

发布时间：2021-08-22 01:51

　　硫系玻璃材料具有较低的声子能量、较宽的红外透过范围（可以延伸至25μm）、超快的非线性响应时间和较高的线性及非线性折射率,使得该材料在全光信号再生、OTDM信号光解复用和一些集成光学器件等方面有着潜在的应用。基于硫系玻璃（Ch G）材料的非线性光波导已被证明可以很好的适用于通讯信号的高速全光信号处理,但是在处理过程中会存在着转换率低的问题。因此在这一领域,掺铒硫基的光波导放大器（EDWA）,得到了业内的广泛关注,它可以同时进行无源非线性信号处理和有源信号在线放大。但是在掺铒硫基光波导的制备中依然没有得到有效的净增益输出,主要归因于铒离子掺杂浓度过低。针对这一问题,本论文通过分析Er3+的局域环境来阐述稀土离子溶解度与硫系玻璃组分和结构的关系,优化掺铒的硫系玻璃的组分配比以及其中Er3+的溶解度,提高玻璃样品的发光强度,达到增加光波导的净增益输出的目的。研究内容可以总结为以下几个方面:1.制备了Ge20Ga5Sb10Se65玻璃基质中掺杂不同Er3+浓度的样品以及Ge20Ga10S70中掺1.0wt%浓度的样品并测试了其热力学性能和光学性能。研究发现在Ge20Ga5Sb10Se65中,随... 

【文章来源】：宁波大学浙江省

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
引言
1 绪论
    1.1 硫系玻璃研究概述
        1.1.1 硫系玻璃的简介
        1.1.2 硫系玻璃的性能
    1.2 硫系玻璃的制备工艺
    1.3 稀土离子发光机理
    1.4 国内外掺铒硫系光波导的研究近况
    1.5 本文的研究内容、目的和意义
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 研究目的和意义
2 Er~(3+)掺杂玻璃制备和分析技术
    2.1 实验流程
    2.2 掺铒硫系玻璃的制备
        2.2.1 实验所用原料
        2.2.2 石英管的清洗
        2.2.3 称重、配料及封装
        2.2.4 熔制、淬冷及退火
        2.2.5 样品的切割与抛光
    2.3 玻璃样品的性能测试
        2.3.1 密度测试
        2.3.2 折射率测试
        2.3.3 可见-近红外光谱测试
        2.3.4 红外光谱测试
        2.3.5 玻璃样品热稳定性的测试(DSC)
        2.3.6 X射线衍射
        2.3.7 透射电子显微镜
        2.3.8 结构表征
        2.3.9 荧光光谱测试
3 Er~(3+)掺杂Ge-Ga-Sb-Se和 Ge-Ga-S玻璃的光谱性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验
    3.3 结果与分析
        3.3.1 基本物理性质
        3.3.2 热力学性能测试
        3.3.3 Er~(3+)掺杂样品的吸收光谱性能研究
        3.3.4 红外透过光谱分析
        3.3.5 拉曼光谱研究
        3.3.6 荧光性能研究
    3.4 本章小结
4 微晶化处理后样品性能的变化
    4.1 引言
    4.2 热处理实验
    4.3 微晶化样品的性能研究
        4.3.1 样品的密度和折射率的变化
        4.3.2 可见-近红外光谱的研究
        4.3.3 红外的透过光谱的测试
        4.3.4 样品的XRD测试
        4.3.5 拉曼结果分析
        4.3.6 热处理后样品荧光性能的研究
    4.4 本章小结
5 Er~(3+)局域环境的表征
    5.1 引言
    5.2 透射电镜样品的制备方法
        5.2.1 超声波制样
        5.2.2 聚焦离子束制样
    5.3 Er~(3+)掺杂玻璃样品的TEM测试结果分析
        5.3.1 Er~(3+)掺杂Ge-Ga-Sb-Se样品的元素位置表征
        5.3.2 Er~(3+)掺杂Ge-Ga-S样品的元素Mapping分析
    5.4 Er~(3+)的局域环境和发光性能的关系
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 研究展望
参考文献
在学研究成果
致谢
Abstract of Thesis
论文摘要



本文编号：3356758