中红外氟氧微晶玻璃的制备与性能研究

发布时间：2023-01-12 13:33

　　3μm中红外波段稀土掺杂氟氧微晶玻璃可结合氟化物纳米晶中稀土离子的最佳光谱性能和氧化物玻璃的极好的宏观性能（如高的光学透明性,良好的化学稳定性和热机械性能,可调的玻璃成分和制备光纤的能力）,在气体监控、激光手术和军事等领域具有重要的科学和应用价值。虽然过去二十年氟氧微晶玻璃在化学成分设计方面、析晶性能方面、上转换和近红外发光方面,甚至微晶玻璃光纤制备技术等方面都取得了较大的进步,但是氟氧微晶玻璃的控制析晶机理还不明确,宽带3μm中红外发光的光谱不理想,中红外发光效率不高,局域配位环境和结构引起的能量跃迁变化不清晰。本论文主要包括七章。论文第一章介绍了3μm中红外发光的应用和稀土发光材料,综述了氟氧微晶玻璃的类型、特点、制备方法、应用和研究现状,概述了Ag纳米粒子增强发光的研究现状,进而提出本论文的研究目的和研究内容。论文第二章介绍了本文的技术路线,氟氧微晶玻璃的原料、制备流程、物理、形貌、热学、结构和光谱性能测试方法、光谱参数的理论计算和分析方法。论文第三章研究了Yb/Ho掺杂硅酸盐玻璃和微晶玻璃的多波段（上转换可见光、1.2μm、2μm、2.85μm）发光性能和声子能量对跃迁过程的影... 

【文章页数】：119 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 稀土发光材料
        1.2.1 发光固体基质材料
        1.2.2 稀土元素概况及其中红外光谱性质
        1.2.3 稀土发光材料性能
    1.3 氟氧微晶玻璃
        1.3.1 微晶玻璃的类型
        1.3.2 氟氧微晶玻璃的特点
        1.3.3 氟氧微晶玻璃的制备
        1.3.4 氟氧微晶玻璃的应用
    1.4 稀土掺杂氟氧微晶玻璃的研究现状
        1.4.1 稀土掺杂氟氧微晶玻璃组成的研究进展
        1.4.2 稀土掺杂氟氧微晶玻璃的析晶和结构的研究进展
        1.4.3 稀土掺杂氟氧微晶玻璃的上转换和红外发光的研究进展
    1.5 银纳米粒子掺杂玻璃荧光增强的研究现状
        1.5.1 贵金属纳米粒子的荧光增强机理
        1.5.2 银纳米粒子形成机理及其对玻璃影响研究进展
        1.5.3 银纳米粒子增强发光的研究进展
    1.6 本课题研究目的和内容
2 实验部分及基本理论
    2.1 实验原料及规格
    2.2 实验设备型号
    2.3 实验制备方法
    2.4 实验样品的表征
        2.4.1 密度和折射率测试
        2.4.2 差热和物相分析
        2.4.3 形貌分析
        2.4.4 结构分析
        2.4.5 光谱性能测试
    2.5 光谱理论计算
        2.5.1 Judd-Ofelt理论和辐射参数
        2.5.2 吸收和发射截面、增益系数
        2.5.3 稀土离子之间的能量传递系数
3 硅酸盐氟氧微晶玻璃的结构和近3微米中红外发光性能研究
    3.1 引言
    3.2 硅酸盐氟氧微晶玻璃的差热、形貌和结构的研究
    3.3 Yb/Ho共掺氟氧微晶玻璃的近3 微米发光性能的研究
    3.4 本章小结
4 GeO_2 引入对硅酸盐氟氧微晶玻璃的结构和中红外发光性能影响的研究
    4.1 引言
    4.2 Si/Ge比变化的Yb/Ho共掺锗硅酸盐氟氧微晶玻璃
        4.2.1 Si/Ge比对锗硅酸盐氟氧微晶玻璃差热和结构的影响
        4.2.2 Si/Ge比对锗硅酸盐玻璃发光性能的影响
    4.3 Er/Ho共掺锗硅酸盐氟氧微晶玻璃近3 微米发光性能的研究
        4.3.1 差热、形貌和结构分析
        4.3.2 吸收和发射性能
        4.3.3 能量传递机理
    4.4 本章小结
5 硅酸盐氟氧微晶玻璃中Ag纳米晶的析出及中红外荧光增强机理的研究
    5.1 引言
    5.2 Ag纳米晶的表征及对硅酸盐氟氧微晶玻璃形貌和吸收特性的影响
    5.3 Ag掺杂对硅酸盐氟氧微晶玻璃热学和结构性能的影响
    5.4 Ag掺杂对Er的2.7 微米发光的影响及荧光增强机理
    5.5 本章小结
6 直接掺杂法制备含纳米晶玻璃及上转换、2微米发光性能的研究
    6.1 引言
    6.2 纳米晶、玻璃和纳米晶玻璃的制备
    6.3 纳米晶的选择及其引入对玻璃热学、结构的影响
    6.4 纳米晶掺杂玻璃的发光性能和能量传递机理
    6.5 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 对今后工作的建议
参考文献
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3729993