【摘 要】
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寻找新的激活离子或者发光带的激光材料是激光领域一个永恒的主题。自从20世纪60年代第一台红宝石激光器问世以来,广泛应用的激活离子仅限于过渡金属元素和稀土元素。2001年
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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寻找新的激活离子或者发光带的激光材料是激光领域一个永恒的主题。自从20世纪60年代第一台红宝石激光器问世以来,广泛应用的激活离子仅限于过渡金属元素和稀土元素。2001年日本学者首次报道了主族金属Bi离子掺杂的石英玻璃在1000～1700nm的红外发光,并实现了光放大。随后国际上开展了大量Bi离子掺杂各种体系的发光现象和相关机理的研究工作。
本论文主要研究了:Bi2Oa-GeO2体系玻璃的近红外发光特性。532nm激发下体系的发光峰位于1100～1200nm之间,发光强度随Bi2O3浓度的增加而减弱;808激发下发光峰位于1300nm,发光强度随Bi2O3浓度的增加而增强。而532nm激发下的荧光寿命远也小于808激发下的寿命。不同组分的Bi2O3-GeO2玻璃在532和808nm LD激发下的近红外发光及荧光衰减性质存在显著差异,表明在该体系中至少存在两种不同的Bi离子发光中心,并且不同发光中心表现出不同的热稳定性。Bi2O3-GeO2玻璃中的近红外发光中心可能与低价态的Bi离子有关,例如Bi+和Bi团簇。样品在空气中退火后可以使部分低价的Bi离子转化为Bi2+。
研究发现,Al的存在对于Bi离子近红外发光中心的产生是非必要条件。当Bi2O3浓度较低时,发光中心可以由自身构建;当Bi2O3浓度较高时,Al的掺入所起的作用是可能是抑制浓度猝灭,而不是参与发光中心的构建;Al离子的结构也不是产生近红外发光的必要条件,包括4配位或6配位。
在Bi2O3-GeO2体系中形成不同的晶相时,近红外光谱特性也不同。形成Bi4Ge3O12晶相时,发光峰位于1550nm,寿命为353μs;形成Bi2GeO5晶相时,发光峰位于1290nm,寿命为1871μs。这种变化与所形成晶相的晶体结构有关。
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