氟磷酸盐玻璃系统由于其特殊的光学性能和优良的机械与热学性能一直是特种光学玻璃材料领域的一个研究热点。总结了氟磷酸盐玻璃的分类及玻璃组分与其结构的关系, 综述了氟磷玻璃在光学器件、高能高功率激光玻璃、光纤激光器、光纤放大器及上转换发光基质材料等领域上的应用,并对其未来的发展进行了展望。

综述了近年来用于上转换发光的掺稀土离子氧氟微晶玻璃的研究概况,阐述了氧氟微晶玻璃作为上转换发光材料的发展和研究中问题,提出了值得进一步研究的工作并对掺稀土离子氧氟微晶玻璃未来的前景作了展望。

探求新的具有优良的热学和光学性能的基质玻璃系统,是获得具有宽带宽和增益平坦的掺Er3+光纤放大器(EDFA)的一种有效途径。制备了一种新型氧氟碲酸盐玻璃TeO2-BaF2-LaF3,并对其热学性能和光学性质进行了测试。应用乍得-奥菲尔特(Judd-Ofelt)理论计算了Er3+离子的J-O理论参量和荧光寿命τ。探讨了氟化物的引入对碲酸盐玻璃结构的改变的影响,并分析了其对玻璃的热学性质和光学性质的影响。实验发现,获得的氧氟碲酸盐玻璃具有优良的热学稳定性(ΔT=156.6 ℃),宽的荧光半峰全宽(72 nm),长的荧光寿命(τ=4.9 ms)以及良好的平坦增益特性。该玻璃系统有望成为新的宽带光纤放大器用基质玻璃材料。

稀土离子掺杂的氧氟玻璃是一种新型上转换发光材料。制备了Tm3+/Yb3+单掺、共掺的摩尔分数为n(SiO2)=0.30,n(PbF2)=0.50,n=(Al2O3)=0.15,n(AlF3)=(0.049-x),n(TmF3)=y,n(YbF3)=x(x=0,0.001,0.010,0.015,0.020,y=0,0.001)系统氧氟玻璃,研究了其上转换发光特性、分析了其上转换发光机理。研究发现,在970 nm抽运光源激发下,Tm3+单掺时没有可见光上转换发射;而加入Yb3+后产生了强的蓝光(452 nm,476 nm)、红光(647 nm)及近红外光(791 nm)发射,分别对应如下辐射跃迁:1D2→3F4、1G4→3H6、1G4→3F4和3H4→3H6;且随着Yb3+离子浓度的增加上转换发光增强。在970 nm光源抽运下用Yb3+敏化Tm3+可以显著提高其上转换发光强度,且随着Yb3+离子浓度的增加,增强了对抽运光源的吸收并提高了Yb3+到Tm3+的能量转移几率,从而增强了上转换发光强度。