硅酸盐玻璃结构的微纳尺度调控及其对红外发光特性的影响

发布时间：2022-11-09 21:40

　　由于中红外光纤激光在医学、大气监测、精密加工、环保、军事等领域的巨大应用前景,中红外玻璃材料的光谱性能优化已逐渐成为近些年的研究热点。对于提升光谱性能,传统方法主要为改变稀土离子浓度或基质组分。但是由于基质结构的大规模转变所产生的外部效应是不可逆的,包括化学不均匀性和缺陷,这就给了解光放大效应的具体动力学过程造成很大的困难。此外,对于玻璃结构进行纳米尺度调控也是非常有必要的。本论文的主要目的是对玻璃结构进行不同尺度的调整,以提升中红外荧光性能,为获得优异的中红外激光玻璃材料提供理论基础和实验基础。论文主要包括六个部分:论文第一章为文献综述部分。主要介绍了中红外激光的产生原理以及应用,随后,概述了比较常见的稀土离子和激光玻璃介质,以及微纳尺度调控硅酸盐玻璃结构的原理以及方法,并对于当前适用于该方法的硅酸盐微晶玻璃材料的研究进展进行了概述,引出了本文的主要研究内容。论文第二章为实验及理论计算部分。主要介绍了玻璃样品的制备、主要的性能测试（物化、结构、热学、电学、光谱学）、光谱理论参数的计算及对应的分析等。论文第三章为玻璃结构的宏观尺度调整,主要研究了玻璃形成体和中间体比例变化对玻璃结构造成... 

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
1 文献综述
    1.1 引言
    1.2 中红外激光材料
        1.2.1 常见中红外稀土离子及发光机理
        1.2.2 中红外玻璃基质概述
    1.3 中红外光谱调控方法
        1.3.1 宏观尺度结构调整法概述
        1.3.2 微观尺度结构调整法概述
    1.4 本文的选题背景及研究内容
2 实验方法与理论基础
    2.1 玻璃样品的制备
    2.2 样品的测试
        2.2.1 热学性质测试
        2.2.2 结构性能测试
        2.2.3 光谱性能测试
        2.2.4 电学性能测试
    2.3 理论计算基础
        2.3.1 结构尺寸计算
        2.3.2 Judd-Ofelt理论计算
        2.3.3 光学截面以及增益计算
        2.3.4 能量传递效率计算
3 宏观尺度玻璃结构调整以及中红外光谱研究
    3.1 Yb~(3+)/Ho~(3+)共掺硅酸盐玻璃样品的制备及性能研究
        3.1.1 玻璃样品的制备
        3.1.2 玻璃样品的性能研究
        3.1.3 宏观法调整结构及性能变化
        3.1.4 宏观法调整结构对猝灭阈值的提升和相关性能
    3.2 本章小结
4 碱金属调控玻璃微观结构以及中红外光谱研究
    4.1 Er~(3+)单掺铌酸锶钡微晶玻璃的制备
    4.2 Er~(3+)单掺铌酸锶钡微晶玻璃的热学性能及结构研究
    4.3 碱金属离子对1.5 微米光谱性能的影响
    4.4 本章小结
5 电极化调控玻璃微观结构以及中红外光谱研究
    5.1 Tm~(3+)单掺铁电微晶玻璃的制备
    5.2 Tm~(3+)单掺铁电玻璃的热学性能及结构研究
    5.3 电极化对于玻璃结构以及中红外光谱性能的影响
    5.4 稀土离子对于铁电性能的影响
    5.5 本章小结
6 总结
    6.1 结论
    6.2 论文的不足与展望
参考文献
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]Nb2O5含量对Na2O-PbO-Nb2O5-SiO2玻璃陶瓷体系晶化过程和介电性能的影响[J]. 高健,毛昌辉,唐群,杜军,李宏涛,章林文.  稀有金属. 2008(04)
[2]石英玻璃基复合材料的研究进展[J]. 温广武,雷廷权,周玉.  材料工程. 2002(01)

博士论文
[1]2.0μm波段稀土掺杂碲酸盐玻璃光纤及其光谱和激光实验研究[D]. 袁健.华南理工大学 2015



本文编号：3704941