基于BaLuF5 颐Yb3+ ,Er3+ 纳米晶掺杂的聚合物光波导放大器

为提高聚合物光波导放大器的增益性能, 利用高温法合成了BaLuF5 颐Yb3+ ,Er3+纳米晶, 并分别对纳米晶的形貌、晶体结构和近红外发射特性进行了表征。测试结果表明, 纳米晶平均粒径为13 nm, 并在1 530 nm 处具有较强的发射, 荧光半高宽为50 nm。将合成的纳米晶掺杂入SU-8 聚合物作为光波导放大器的芯层材料, 使
用光刻显影等工艺, 在表面长有二氧化硅的硅衬底上制备出了聚合物光波导放大器。当980 nm 波长泵浦光功率为280 mW、信号光波长为1 530 nm 且功率为0. 1 mW 时, 在长度为1. 1 cm 的光波导放大器中, 获得了3. 95 dB的相对增益。     

掺铒聚合物光波导放大器的制备与测试

研究掺铒有机聚合物材料Er(DBM)3Phen/PMMA-GMA的光学性质, 并测试了该聚合物的吸收光谱和折射率等参数, 通过光刻结合反应离子刻蚀技术, 利用该材料制备了掺铒聚合物光波导放大器. 采用光纤与波导放大器的直接端面耦合方法测试了光波导放大器的特性, 结果表明, 当输入信号功率为0.2 mW, 抽运功率为150 mW时, 在1.24 cm长的器件上获得了0.9 dB的相对增益.      

Yb-Er共掺光波导放大器增益特性模拟及优化

为提高光波导放大器的增益特性,从Yb-Er共掺系统的能级结构及能量传递过程出发,建立了Yb-Er共掺光波导放大器增益的理论模型,对增益特性进行数值模拟;讨论了铒离子的掺杂浓度、泵浦光功率和信号光功率等因素对光波导放大器增益的影响,并进行优化。数值模拟结果表明:当波导长度小于其最佳值时,增益随铒离子的掺杂浓度和泵浦光功率的增加而显著增大;超过最佳波导长度,增益随之下降;泵浦光功率一致,信号光功率增强时,增益下降。抽运功率为70 mW时,长度为2.24 cm的光波导放大器,单位长度增益为4.73 dB/cm,该结果与实验数据基本吻合。     

La2O3∶Tb3+纳米晶的燃烧法制备及其光致发光性质

采用柠檬酸燃烧法制备稀土Tb3+掺杂的La2O3纳米晶,并用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和荧光分光光度计对La2O3∶Tb3+纳米晶的结构、形貌和发光性能进行分析.结果表明,不同柠檬酸与稀土离子配比(C/M)制备的样品经800℃退火后均得到结晶性良好的六方相La2O3∶Tb3+纳米晶,晶粒尺寸约为20nm.纳米晶的三维荧光光谱图显示,Tb3+在基质中的最佳激发波长为280nm,在280nm光的激发下,La2O3∶Tb3+纳米晶产生Tb3+的特征发射峰,归属于5D4-7FJ(J=6,5,4)跃迁,主发射峰位置均在543nm处(5D4-7F5跃迁).同时研究了柠檬酸与稀土离子配比(C/M)对结晶度、发光性质等的影响.     

16.1 W输出1 064 nm连续单频光纤放大器的实验研究

以976 nm光纤输出半导体激光器为抽运源,采用掺镱双包层光纤,对单块非平面环形腔激光器(NPRO)产生的1 064 nm连续单频信号光进行放大. 当入纤抽运光功率49.6 W,信号光功率200 mW时,由10 m长的增益光纤获得了最高功率16.1 W的连续单频激光输出. 采用不同长度的增益光纤进行对比实验,分析了在一定的抽运光功率和信号光功率条件下,光纤长度对放大输出功率的影响. 研究了放大器的输出光谱特性,分析了信号光对光纤中放大自发辐射的抑制情况. 用F-P频谱分析仪对放大前后的频谱进行测量,证实放大器实现了单频放大.     

16.1W输出1064nm连续单频光纤放大器的实验研究

以976 nm光纤输出半导体激光器为抽运源,采用掺镱双包层光纤,对单块非平面环形腔激光器（NPRO）产生的1 064 nm连续单频信号光进行放大.当入纤抽运光功率49.6 W,信号光功率200 mW时,由10 m长的增益光纤获得了最高功率16.1 W的连续单频激光输出.采用不同长度的增益光纤进行对比实验,分析了在一定的抽运光功率和信号光功率条件下,光纤长度对放大输出功率的影响.研究了放大器的输出光谱特性,分析了信号光对光纤中放大自发辐射的抑制情况.用F-P频谱分析仪对放大前后的频谱进行测量,证实放大器实现了单频放大.     

掺Er3+Al2O3平面光波导放大器理论计算

利用速率方程模型,通过求稳态解,比较了1480、980、820nm3种波长泵浦时的掺Er^3 Al2O3平面光波导放大器的增益与泵浦功率和掺铒浓度的关系。在确定的泵浦功率下,存在最佳掺铒浓度,可得到最大增益,并且泵浦功率增大,最佳掺铒浓度也增大。同时分析了激发态吸收和合作上转换对增益的影响;高功率泵浦时,激发态吸收对增益的影响明显,高浓度Er^3 时,合作上转换对增益的影响显著,并提高了放大器阈值泵浦功率。     

铒镱共掺光波导放大器增益特性模拟和性能优化

在分析铒镱共掺系统的能级结构和相关跃迁的基础上,根据速率方程和传输方程,建立了EY-CDWA的增益模型,给出了EY-CDWA的增益公式,对增益特性进行了模拟,并对影响放大器增益的波导长度及泵浦功率等相关条件进行了优化.模拟计算中建立了参数优化方案,实现了放大器泵浦波长、泵浦功率和增益的同步优化,得到最佳长度下的最大增益,该理论模型应用于实际制作的Yb-Er共掺Al2O3光波导放大器.结果与实验数据相符.     

6.65 W输出二极管抽运双包层光纤单频放大器

研究光纤放大器的耦合效率以及影响输出功率的因素.抽运源为光纤输出976 nm的半导体激光器,增益光纤为长4.4 m的D型掺Yb3 双包层光纤,信号源为自行研制的单块非平面环形腔激光器.抽运光的耦合效率为80%,信号光的耦合效率为44%,入纤抽运光功率为24 W,信号光功率为200 mW时,得到了6.65 W的净输出功率,放大倍数达到33倍.分别对信号光及放大输出的频谱进行测量,结果为1 064 nm的单频放大.实验表明,信号光对放大增益的抽取非常重要,在此实验中信号光尚未饱和,放大功率仍有提高的余地.     

La2O3：Tb^3＋纳米晶的燃烧法制备及其光致发光性质

采用柠檬酸燃烧法制备稀土Tb^3＋掺杂的La2O3纳米晶。并用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和荧光分光光度计对La2O3：Tb^3＋纳米晶的结构、形貌和发光性能进行分析．结果表明,不同柠檬酸与稀土离子配比（C／M）制备的样品经800℃退火后均得到结晶性良好的六方相La2O3：Tb^3＋纳米晶,晶粒尺寸约为20nm．纳米晶的三维荧光光谱图显示,Tb^3＋在基质中的最佳激发波长为280nm,在280nm光的激发下,La2O3：Tb^3＋纳米晶产生Tb^3＋的特征发射峰,归属于5^D4-7^FJ（J=6,5,4）跃迁,主发射峰位置均在543nm处（5^D4-7^F5跃迁）．同时研究了柠檬酸与稀土离子配比（C／M）对结晶度、发光性质等的影响．     

SDS包裹的YF3∶Yb3+/Er3+纳米晶的制备及荧光性质研究

在乙醇和乙二醇的混合溶剂中,用溶剂热法,150℃条件下,反应24h制备了YF3∶Yb3+/Er3+纳米晶(JCPDS号为74-0911),并一步制备出YF3∶Yb3+/Er3+@SDS纳米粒子.激发光源的波长980nm,YF3∶Yb3+/Er3+@SDS纳米晶有强的上转换发光,发射峰的位置为550nm,666nm 和833nm,分别对应Er3+离子的4S3/2→4I15/2,4F9/2→4I15/2和4S3/2-→4I13/2跃迁.     

CaGd3F11:Eu3+超小纳米晶的制备及其发光性质研究

以无水氯化钙、稀土硝酸盐、正辛醇为原料,以正辛胺和油酸为表面活性剂,通过控制不同的反应条件,采用溶剂热法制备出形貌均匀的CaGd_3F_(11):Eu~(3+)纳米发光材料.用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和荧光分光光度计对合成的纳米晶的粒径、形貌和光学性质进行了表征.结果表明CaGd3F11纳米晶的结晶度良好且尺寸均匀(约5nm),其作为基质材料,掺杂Eu3+表现出很强的荧光发射.     

Er3+/Yb3+共掺双包层光纤放大器的增益特性

基于速率方程和功率传输方程,分析了Er³⁺/Yb³⁺共掺双包层光纤放大器增益特性随光纤长度的变化及信号光、抽运光功率对放大器增益的影响,并进行了实验验证。结果表明:有源光纤长度对放大器增益有影响,大信号输入时放大器达到增益饱和对应的光纤长度更短;放大器增益随着信号光和抽运光功率不同而变化,要适当调整其大小以获得较高的放大增益。     

线形和复合腔结构布里渊光纤激光器实验研究

文章通过实验研究了基于线形腔和复合腔结构的布里渊掺铒混合增益光纤激光器的输出特性。采用1 km单模石英光纤作为布里渊增益介质,研究了该布里渊激光器的输出特性参数与泵浦波长、泵浦功率、腔型结构等因素的关系。通过实验分析,得出线形腔和复合腔2种结构在不同布里渊泵浦波长条件下产生一阶斯托克斯光时的1 480 nm激光器的阈值泵浦功率,并研究了高阶斯托克斯光输出随1 480 nm激光器泵浦功率的变化情况;布里渊波长从1 540 nm变化到1 570 nm时,线形腔和复合腔阈值泵浦功率分别在139～172 mW及196～294 mW范围变化;保持1 480 nm激光器泵浦功率为623 mW,增大布里渊泵浦功率,2种结构都获得了最多达到10个波长的稳定激光输出。     

Ce^3＋-Tb^3＋共掺的含NaLuF4纳米晶的氟氧化物微晶玻璃荧光的特性

采用传统的熔融淬冷法在空气气氛下成功制备了Ce^3＋-Tb^3＋共掺的含有新型立方相Na Lu F4纳米晶的微晶玻璃.通过XRD分析可知微晶玻璃中析出的是与立方相Na YF4同构的新型立方相Na Lu F4纳米晶.利用TEM观察到纳米晶粒均匀地分布在玻璃基质中,大小约为20 nm.利用荧光光谱及寿命曲线系统地研究了样品的荧光特性.在315 nm近紫外光激发下,通过有效的能量传递,在Ce^3＋-Tb^3＋共掺样品中不仅得到了Ce^3＋的近紫外光发射,还得到了Tb^3＋的黄绿光发射.另外,析晶之后,共掺样品的发光强度得到了增强,这可以归因于部分稀土离子进入到了析出的立方相Na Lu F4纳米晶中.研究结果表明,该微晶玻璃是一种优异的发光基质材料,在光电子领域中具有潜在的应用价值.     

一种有效的上转换荧光粉Y3O4Br:E3+

采用高温固相法合成了纯相的Y3O4Br:Er3+(n(Y3+):n(Er3+) ＝1％,下同）上转换荧光粉,并用X射线衍射对其结构进行了表征.研究了在514.5nm激光激发下Y3O4Br:Er3+的斯托克斯发射光谱及980,785nm激光激发下Y3O4Br:Er3+上转换发射光谱.通过上转换发光强度对泵浦激光功率的依赖关系研究了上转换发光机制,证明了样品的绿光和红光上转换发射均是双光子过程.值得关注的是,Y3O4Br:Er3+样品在泵浦密度约为0.33mW/mm2(980nm)激光的激发下,可以观察到很强的绿光发射,这表明Y3O4Br:Er3+荧光粉是一种有效的上转换荧光粉.     

Y_2O_3:Er,Yb纳米晶的沉淀法制备与可见-红外发光性能研究

采用共沉淀法制备了平均粒径约30nm的Y_2O_3:Er,Yb纳米晶,并对其可见-红外发光特性与体相材料的差别进行了对比.结果表明:焙烧温度的升高有利于纳米晶晶化程度增强.在980nm红外激发下,Er3+离子呈现典型的绿、红光上转换特征发射,峰位位于530,550,660nm,分别对应于2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁.同时观察到了源于Er3+离子4I13/2→4I15/2辐射跃迁的1 530nm红外发射.随焙烧温度的升高,各发射光强度随之增大.但Y_2O_3:Er,Yb纳米晶呈现明显不同于体相材料的发光特性,其红、绿光强度分支比可达19.55,是体相材料的5倍,红光色纯度优异.同时,红外发射强度亦远高于体相材料.上述结果反映出Er3+的4F9/2和4I13/2能级在Y_2O_3纳米晶中的粒子布居特征迥异于体相材料,其跃迁机制亦存在很大差别.     

空心CdS纳米晶的合成及发光性能研究

以氯化镉和硫化钠为原料,在水相体系中合成CdS纳米晶,通过透射电子显微镜观察发现,在100℃下合成的CdS纳米晶具有空心结构,粒径为20～30nm,且壁厚均匀,约为3～5nm;在70℃下合成的CdS纳米晶为实心结构,粒径约为20nm,存在较严重的团聚现象.紫外-可见吸收光谱表明：空心CdS纳米晶的吸收波长与实心CdS纳米晶相比蓝移136.74nm,这表明其禁带宽度增大0.11eV.光致发光光谱表明：空心CdS纳米晶的表面缺陷态发射较实心CdS纳米晶有所增强,这是其存在内表面的结果.     

基于4f5d能级的Pr3+∶ZBLAN上转换紫外光纤放大器

运用稳态粒子数速率方程和传播方程理论, 研究Pr³⁺∶ZBLAN光纤中基于 4f5d能级的上转换紫外光纤放大器的激光动力学过程. 计算了输入信号饱和功率、 输出功率、 斜率效率和最佳光纤长度等参量, 并与光纤振荡器的结果做了比较. 结果表明, 输入信号存在一个饱和功率, 大于该值时, 输出功率基本上与输入信号功率无关. 信号光饱和功率约为3 mW, 且几乎不随泵浦功率和光纤长度变化. 在相同条件下, 放大器输出功率和斜率效率可达到振荡器的2~3倍. 利用光纤放大器可有效提高Pr³⁺∶ZBLAN光纤4f5d上转换紫外激光器系统的输出功率和斜率效率.     

Eu3+掺杂TiO2纳米晶的制备及光学性质研究

采用溶胶-凝胶的方法,通过烷基钛的水解、煅烧,制备了掺杂Eu3 的TiO2纳米晶发光材料.结果表明,稀土掺杂的TiO2纳米晶不仅没有改变在不同温度下TiO2的晶型,而且Eu3 离子发光与TiO2的晶型有密切关系,即Eu3 掺杂在具有锐钛矿晶型的TiO2,在波长为396、464和532 nm光的激发下该材料才能发射单色性较强的红色荧光,并讨论了不同烧结温度对材料发光性能的影响.