Laser cooling using anti-stokes fluorescence in Yb3+-doped fluorozirconate glasses

The fluorozirconate glasses ZBLANP (ZrF₄−BaF₂−LaF₃−NaF−PbF₂) doped with different Yb³⁺ concentration were prepared. The Raman spectra and absorption spectra are measured to substantiate the existence of phonon-assisted emission. After analyzing the normalized absorption spectra of samples with different Yb³⁺-doped concentration, we calculated the maximum cooling effect in the 3 wt% Yb³⁺-doped sample pumped at 1 012.5 nm. The corresponding cooling capability is about −4.09 °C/W and the cooling efficiency reaches 1.76%. Foundation item: Supported by the Key Science Foundation of Wuhan (9601P0223) Biography: Xu Tian-ming (1978-), female, Master candidate, research direction: information optics and nonlinear optics.     

国产LD泵浦的掺镱双包层光纤激光器

本介绍了一种国产LD泵浦的高功率掺YB^3 双包层光纤激光器，泵浦功率2．15W时，得到了54W的功率输出，斜率效率达到86．1％．并对光纤激光器的光谱特性、时域特性进行了初步的研究和分析．     

LD泵浦的掺Yb3+双包层光纤激光器的实验研究

采用国产的掺Yb^3 双包层光纤和包层泵浦技术，分别对10m和20m光纤的输出特性进行了研究。10m光纤在1064nm获得58mW的激光输出，阈值为138.8mW，斜效率为10％；20m光纤在1067nm获得104.8mW的激光输出，阈值为109mW。     

Yb3+-Er3+共掺硼磷酸盐玻璃光谱性质的成分依赖性

以Yb^3 -Er^3 共掺的B2O3-P2O5-MO-R2O-Al2O3(M=Zn,Ca,Sr,Ba;R=Li,Na,K)玻璃系统为研究对象,分别分析了B2O3的含量以及加入不同种类的碱金属和碱土金属氧化物对玻璃的光谱性质的影响．研究结果表明,随着B2O3含量的提高,玻璃的自发辐射跃迁几率降低,辐射寿命增长,但吸收截面、相应的积分吸收截面和发射截面减小,玻璃的折射率在B2O3含量为15％(摩尔分数)时达到极小值．随着修饰体阳离子场强的升高,吸收截面和发射截面有增大趋势．     

铥镱共掺透明氟氧硅酸盐玻璃陶瓷的上转换发光

制备了组分为11Na2O-9La2F6-29Al2O3-51SiO2-0.1Tm2O3-2.5Yb2O3的氟氧化物玻璃陶瓷,研究了该陶瓷的结构与光谱性质. X线衍射显示玻璃样品经热处理后,成了包含Tm3+/Yb3+共掺LaF3纳米晶的透明氟氧硅酸盐玻璃陶瓷. 在980 nm激光激发下,Tm3+/Yb3+共掺的氟氧硅酸盐玻璃陶瓷中观察到强的 475 nm的蓝色、650 nm的红色光和796 nm的近红外上转换发光. 研究了上转换发光强度与激发光能量的关系,并讨论了相应的上转换发光机理.     

以双包层光纤光栅为后腔镜的掺Yb3+双包层光纤激光器的研究

本文对LD泵浦以双包层光纤光栅为后腔镜的掺Yb3 双包层光纤(DCF)激光器进行了实验研究．采用相位掩模法直接在内包层为圆形的掺Yb3 双包光纤一端写制反射率约为0．2 dB的光栅,并用其作后腔镜, 以二向色镜为前腔镜构成了双包层光纤激光器．在1 054．6 nm处得到峰值半宽(FWHM)<0．1 nm的稳定单模激光输出,并对试验结果进行了理论分析．     

含Nb2O5碲酸盐玻璃的热力学稳定性和光谱性质

在掺铒碲酸盐玻璃中加入Nb2O5以提高其热力学稳定性,测试了4种掺铒碲酸盐玻璃的热力学稳定性参数及其吸收光谱、荧光光谱.应用Judd-Ofelt理论计算了玻璃的强度参数Ω(Ω2=(5.99～10.38)×10-20 cm2,Ω4=(1.91～2.67)×10-20 cm2,Ω6=(0.92～1.28)×10-20 cm2),应用McCumber理论计算了受激发射截面.比较了不同组成对碲酸盐热力学稳定性和光谱性质的影响.实验结果表明,0.70TeO2-0.15ZnO-0.05BaO-0.10Nb2O5玻璃具有较大的受激发射截面(10.96×10-21 cm2)和荧光半高宽(67 nm),热力学稳定性良好,是一种理想的掺Er3+宽带光纤放大器用基质玻璃.     

ThSiO4晶体中Yb3+离子的自旋哈密顿参量的理论研究

从晶体场理论出发，用考虑了二阶微扰贡献的理论公式和由晶体结构数据和重叠模型获得的晶场参量， 计算了ThSiO4晶体中四角对称的Yb3+离子的自旋哈密顿参量g因子和超精细结构常数A因子, 计算结果与实验很好地符合，并对结果进行了讨论。      

Er~(3+)/Yb~(3+):KY(WO_4)_2晶体能量传递特性

测量了在室温下Er3+/Yb3+:KY(WO4)2(KYW)晶体的吸收光谱和荧光光谱,利用Judd-Ofelt理论计算得到晶体中Er3+离子的光谱参量.根据Dexter理论计算了Er3+/Yb3+:KYW晶体中能量共振临界距离R0、掺杂离子的平均距离R及能量传递作用参数C,分析Er3+/Yb3+:KYW晶体中Er-Er间和Yb-Er间的能量传递特性.     

掺Yb3+环形光纤激光器的双波长可调谐特性

 通过构建基于非线性偏振旋转机理的掺Yb³⁺环形光纤激光器, 获得了等幅和非等幅两种双波长输出状态, 分别测量其输出功率. 结果表明, 由于不同波段激光增益的差别较大, 因此不同波长的转换效率相差较大.  分析了双波长输出的可调谐特性, 并考察了泵浦功率对1 029 nm和1 048 nm双波长输出的影响.   观察到2~7个波长的输出, 并测量了其泵浦功率区间及最大输出功率.      

退火对Er3+和Yb3+共掺氟氧化物微晶玻璃样品上转换发光的影响

测量了Er3+和Yb3+掺杂氟氧化物微晶玻璃退火前后两种样品的吸收光谱、激发光谱、上转换发光光谱及其强度随泵浦光强的变化,并对比讨论了其上转换发光特性.     

Al3+掺杂NaGdF4:Er3+/Yb3+纳米晶上转换发光性能的研究

稀土离子掺杂的上转换纳米材料具有优异的光学性能,在光电等领域具有广阔的应用前景。本文采用溶剂热法,以乙二胺四乙酸(EDTA)为络合剂合成了的粗细均匀的六棱柱形的六方相Al3+掺杂NaGdF4:Er3+/Yb3+纳米棒。X射线研究表明适量的Al3+掺杂对NaGdF4的晶相没有产生影响,但使主衍射峰的位置发生偏移。在980nm激光激发下,与未掺杂的纳米晶相比,在Al3+的掺杂浓度为15%时,红绿光发光最大强度分别增强了5.7倍和5倍,且4F9 /2能级的荧光寿命被延长。Al3+掺杂对上转换发光的改善是因Er3+附近局部对称性的降低和粒子表面吸附基团的减少所致。     

掺Nd^3＋光纤环形激光器及其对激光陀螺的可能应用

报道用Ar~ 激光泵浦抛磨型掺Nd~(3 )光纤定向耦合器构成的环形腔、环形激光器的激光阀值、双端输出功率、光谱、偏振等光学特性,并讨论其对激光陀螺应用的可能性。     

V棱镜法测掺Yb^3＋激光玻璃折射率

用Ｖ棱镜法测量了一类非常用应用前景的掺Ｙｂ＾３＋激光玻璃的折射率,得到了一些有用的数据,对有关掺Ｙｂ＾３＋激光玻璃的研究工作起了一定的辅助作用。     

掺Nd~(3+)硼硅酸盐玻璃的非线性光学特性

在调Q 纳秒Nd: YAG强激光脉冲下,使用闭孔Z-扫描技术研究了硼硅酸盐基质玻璃及其掺Nd3+玻璃的三阶光学非线性特性.发现基质玻璃具有正的三阶非线性折射系数和非线性吸收系数,属于自聚焦反饱和吸收型的光学介质;而随着Nd3+的掺入,该硼硅酸盐玻璃的三阶非线性折射和吸收系数较基质玻璃有明显的增大,远高于一个量级.用开孔Z-扫描实验与光限幅实验进一步验证了掺Nd3+玻璃具有较高的三阶非线性吸收系数,表明Nd3+的掺入提高了硼硅酸盐玻璃在532 nm处的激光防护性能.     

两亲配体包覆法制备水溶性Mn~(2+)掺杂NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米粒子

采用水热法,以稀土硝酸盐为原材料合成了油酸(OA)包覆的Mn~(2+)掺杂Na YF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)(Mn~(2+)dopedNa YF_4:Yb~(3+)/Er~(3+))纳米粒子(UCNPs),然后将氨基修饰的聚乙二醇与聚马来酸酐十八烯反应生成的两亲性聚合物m PEG-PMAO作为亲水性配体,通过两亲配体包覆法制备具有水溶性的Mn~(2+)掺杂Na YF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米粒子.随后采用透射电子显微镜(TEM)、动态光散射仪(DLS)、X射线衍射仪(XRD)、荧光分光光度计、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)及热重分析仪(TGA)对合成的样品进行了表征.结果表明,m PEG-PMAO聚合物包覆的Mn~(2+)掺杂Na YF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米粒子具有较好的水分散性,且粒子的平均粒径约为17.25 nm.     

Dy3+和Tb3+离子掺杂的稀土硼酸盐玻璃的光谱性质

合成 Ｄｙ３＋ , Ｔｂ３＋ 掺杂的稀土硼酸盐玻璃． 测试基质玻璃的透过率光谱及 Ｄｙ３＋ , Ｔｂ３＋单掺和双掺玻璃的激发和发射光谱． 观察并分析该体系中 Ｄｙ３＋ 敏化 Ｔｂ３＋ 发光的现象     

Er3+/Yb3+共掺杂的氟氧化物玻璃陶瓷中新的能量传输过程

为了研究铒离子的发光和氟氧化物玻璃中形成的氟化物微晶的关系，制备了三种掺饵的氟氧化物玻璃，用X射线衍射分析了样品中形成的氟化物微晶，从632.8nm激光激发时间的发射光谱中，首次发现了一种新的氟氧化物玻璃基质发光的现象。在氟氧化物玻璃中如果没有形成氟化物微晶，铒掺杂于玻璃中,632.8nm激光激发时激发态的铒离子容易将能量传递给基质并引起基质发光；如果将镱和铒离子共同掺入氟氧化物玻璃中，容易形成含稀土铒镱的氟化物微晶，含微晶的玻璃又叫玻璃陶瓷，由于氟化物的声子能量较小，632.8nm激光激发时激发态的铒离子的无辐射弛豫几率较小，铒离子的发光较强，在玻璃中形成含稀土氟化物微晶可以减小基质的发光强度，这是提高铒离子发光的有效手段之一。     

ZBLAN:Er3+,Yb3+上转换发光光谱的研究

测量了ZBLAN :Er3+ ,Yb3+ 的光致发光光谱和上转换发光光谱及其强度随泵浦光强的变化 ,讨论了两种光谱中出现的一些物理过程     

La~(3+)-Yb~(3+)/TiO_2纳米功能材料光催化性能的研究

采用超声波震荡法合成了不同La3+、Yb3+掺杂量、不同焙烧温度的La3+-Yb3+/TiO2纳米光催化剂,并对所制得的样品进行了SEM、XRD、FT-IR表征;以碱性品红为目标降解物测试了样品的光催化性能.结果表明:所制样品为纳米级粉体,稀土元素La3+、Yb3+掺杂能细化晶粒,使样品表面积增大,提供更多活性位,提高了样品的催化活性;样品晶型为锐钛矿相TiO2,稀土元素La3+、Yb3+掺杂能抑制金红石相生成,提高样品的热稳定性;随着稀土元素La3+、Yb3+掺杂量的增加,纳米TiO2表面将吸附更多的羟基,羟基具有很高的氧化性,能降解有机物,提高样品的催化性能;光催化实验表明,在500℃焙烧,当n(La3+-Yb3+)∶n(TiO2)=5%时,光催化性能最好,催化剂用量为0.15g/150mL加入1mL氧化剂30%双氧水,在无灯源照射、常温常压不需通氧的条件下,降解浓度为10mg/L碱性品红溶液50min时,降解率达到98.7%.