一种新型掺铒碲酸盐玻璃的研究

发布时间：2017-05-08 11:03

  本文关键词：一种新型掺铒碲酸盐玻璃的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：光纤通信系统的发展追求更大的容量、更远的距离。而在光纤通信中光放大器其主要作用在于中继放大,放大器的性能一定程度上决定了整个通信系统的性能。通过光放大器中工作物质的增益带宽和发射截面,可以粗略判断光纤通信系统的优劣。被广泛运用的光放大器中EDFA具有得天独厚的优势,其在1550nm位置附近有较大的增益带宽,这是光纤的最低损耗窗口,基于EDFA与WDM甚至DWDM技术的全光网络成为研究发展的方向。随着信息处理、远距离(海底)通信、彩色显示、数据存储等技术的迅猛发展,亟需高效率、高性能的可见光波长激光光源,尤其是绿光波段激光。而稀土离子具有丰富的能级结构,容易实现较高效率的上转换发光,特别是Er3+在980nm激光激发下可发出绿光,因此掺铒的新体系玻璃是目前上转换发光材料的研究热点本论文首先介绍了光纤通信的背景,光放大器的相关原理、种类以及上转换发光原理、类型,明确了本论文的研究方向。接着介绍了本论文研究的一种新型碲酸盐玻璃NZMT的制备、表征方法。通过对新型掺铒碲酸盐玻璃的表征,运用Judd-Ofelt理论及McCumber理论计算得到了玻璃样品的J-O谱线强度参数、能级辐射寿命、荧光分支比、发射跃迁截面等重要指标。通过对数据的定性定量分析,以及跟已有研究中的其他几种掺铒光纤玻璃的性能对比,证明本研究中的新体系掺铒碲酸盐玻璃具有良好的性能,以运用于光纤通信系统中的光放大器。通过对比NZMT玻璃和NZT玻璃的拉曼光谱,得知理论上有较大的最大声子能量的NZMT玻璃上转换发光效率相对较低。对比掺杂相同浓度稀土离子的NZMT和NZT玻璃在980nm激光激发下的上转换发光光谱,并分析其上转换机制,接着对比掺杂不同浓度稀土离子NZMT玻璃的上转换发光强度,综上证明掺铒的新型碲酸盐体系玻璃具有良好的上转换绿光发射特性,可作为上转换激光器工作物质,运用于信息存储、彩色显示等方面。
【关键词】：稀土掺杂 光放大器 碲酸盐玻璃 上转换发光
【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ171.7;TN929.11
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 光纤放大器的研究背景8-13
• 1.1.1 光纤放大器的发展9-10
• 1.1.2 碲酸盐玻璃的研究现状10-13
• 1.2 稀土上转换发光材料的研究背景13-15
• 1.2.1 上转换发光材料的发展历史13-14
• 1.2.2 上转换发光材料的研究现状14-15
• 1.3 本论文研究的主要内容、目的及意义15-17
• 第2章 光放大器及上转换发光的基本理论17-33
• 2.1 光放大器的基本理论17-29
• 2.1.1 光放大器的种类18-19
• 2.1.2 EDFA的工作原理19-22
• 2.1.3 EDFA的基本组成22-24
• 2.1.4 EDFA的主要特性24-27
• 2.1.5 EDFA在光纤通信中的应用27-29
• 2.2 上转换发光材料的基本理论29-33
• 2.2.1 上转换发光的分类29-32
• 2.2.2 上转换发光材料的应用32-33
• 第3章 稀土掺杂碲酸盐玻璃的制备和表征33-43
• 3.1 碲酸盐玻璃的制备33-38
• 3.1.1 原料33-34
• 3.1.2 仪器设备34-35
• 3.1.3 制备方法35-37
• 3.1.4 外观37-38
• 3.2 测试表征的项目与方法38-43
• 3.2.1 样品厚度测量38
• 3.2.2 样品密度测量38-39
• 3.2.3 样品离子掺杂浓度的计算39
• 3.2.4 样品折射率测量39-40
• 3.2.5 吸收光谱40
• 3.2.6 光致发光谱40-41
• 3.2.7 荧光光谱41-42
• 3.2.8 拉曼光谱42-43
• 第4章 结果、计算与讨论43-59
• 4.1 物理性质测试结果43
• 4.2 光谱性质测试结果43-46
• 4.2.1 吸收光谱43-44
• 4.2.2 发射光谱44-45
• 4.2.3 拉曼光谱45-46
• 4.3 有关数据的讨论及计算46-59
• 4.3.1 有关增益性质的讨论及计算46-55
• 4.3.2 有关上转换性能的讨论分析55-59
• 第5章 结论59-60
• 参考文献60-63
• 攻读学位期间发表的学术论文和研究成果63-64
• 致谢64

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