Tm3+/Er3+/Ho3+共摻SiO2-Bi2O3-AlF3-BaF2玻璃發光性能

厲宇翔 鄧聲玉 范亞蕾 王德強

(華東理工大學材料與工程學院，上海200237)

Tm3+/Er3+/Ho3+共摻SiO2-Bi2O3-AlF3-BaF2玻璃發光性能

厲宇翔 鄧聲玉 范亞蕾 王德強＊

(華東理工大學材料與工程學院，上海200237)

采用高溫熔融法制備了Tm3+/Er3+/Ho3+共摻的鉍硅酸鹽50SiO2-40Bi2O3-5AlF3-5BaF2玻璃。研究了在808 nm激光器(Laser Diode)激發下Tm3+/Er3+/Ho3+共摻的鉍硅酸鹽在2 060 nm處的發光性能，同時測試及分析了該鉍硅酸鹽玻璃的差熱特性、吸收光譜及熒光光譜。根據吸收光譜以及Judd-Oflet理論，計算了Ho3+的Judd-Oflet強度參數Ωt(t=2，4，6)以及Tm3+/Er3+/Ho3+相應的吸收截面。鉍硅酸鹽玻璃中，Tm2O3、Er2O3和Ho2O3摻雜濃度分別為0.75%、1.0%和0.5%時，2 060 nm處Ho3+∶5I7→5I8發射峰強度達到最大。對Tm3+/Er3+/Ho3+3種離子的光譜性質和離子間可能存在的能量傳遞也做了分析。Ho3+在1 953 nm處的最大吸收截面σabs為9.08×10-21cm2，在2 060 nm處的最大發射截面σem為1.168×10-20cm2，輻射壽命τmea為2.75 ms，具有良好的增益效應σemτ (3.212×10-20cm2·ms)。

光學；2 μm發光；Tm3+/Er3+/Ho3+共摻；鉍硅酸鹽玻璃

近年來，2 μm固體激光器在遠程感應、光探測以及人眼安全的激光雷達方面的應用引起了越來越廣泛的關注[1-3]。另外，光纖激光器，尤其是2 μm光纖激光器已經在醫療上得到了較多成功的應用。最早大量應用光纖激光器的加州Reliant Technologies公司已經成功研制出1.55 μm發光的摻Er3+激光器，并投入了醫療美容應用中。2 μm發光的光纖激光器發展雖然較為落后，但由于近2 μm的激光波長能被水高度吸收，產生強烈的汽化切割等效應，逐漸在醫療應用中引起重視。悉尼大學光纖技術中心，英國曼徹斯特大學等均已研制出近2 μm的光纖激光器，其中美國麻省IPG Photonics公司研制的2 μm的摻Tm3+激光器已成功在美國霍普金斯醫學院使用[4]。

Ho3+∶5I7→5I8躍遷發射帶寬、發射截面較大以及輻射壽命長等優點，使其成為2 μm發光材料的主要激活離子。……