1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西 西安 710119
2 中国科学院大学，北京 100049
为了研发用于3~5 μm波段光纤激光器的增益介质，制备了重量百分比为0～0.4%不同浓度Pr3+离子掺杂的Ge12As20.8Ga4Se63.2硒化物硫系玻璃。通过多级棒管法，重量百分比为0.2%的Pr3+离子掺杂玻璃被成功拉制成阶跃型双包层光纤，损耗最低为2.95 dB/m（位于6.58 μm处）。采用电子探针显微分析（EPMA）、X射线衍射（XRD）、差示扫描量热（DSC）、场发射透射电子显微镜（FE-TEM）、透射光谱和中红外荧光光谱分析了玻璃中Pr3+离子的分散性、杂质含量以及Pr3+离子引入引起的热、光学性质变化。通过玻璃的吸收和发射光谱并结合Judd-Ofelt理论，计算了Judd-Ofelt强度参数、辐射跃迁几率、荧光寿命、荧光分支比和受激发射截面。这种硒化硫系玻璃具有较高的Pr3+离子溶解度和中红外发光特性、良好的热稳定性和成纤性能，表明其具有作为中红外激光工作介质的潜力。
硫系玻璃 稀土离子 光谱学 中红外荧光 红外光纤 chalcogenide glass rare-earth ions spectroscopy mid-infrared fluorescence infrared fiber
宁波大学信息科学与工程学院， 浙江 宁波 315211
用高温熔融法制备了Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃(TeO2-ZnO-Na2O)，根据测量得到的吸收光谱，应用Judd-Ofelt理论计算分析了玻璃样品中Ho3+离子的强度参数Ωt(t=2,4,6)、自发辐射跃迁几率A、荧光分支比β和荧光辐射寿命τrad等各项光谱参数。同时，测量得到了不同Ho3+离子掺杂浓度下玻璃样品的荧光发射谱。结果显示，在808 nm抽运光激励下Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃样品发射出较强的2.0 μm中红外荧光。分析表明，较强的Ho3+离子中红外荧光来自于Tm3+/Tm3+离子间共振的能量传递过程，以及Tm3+/Ho3+离子间基于零声子和单声子辅助非共振的两部分能量传递过程。由此进一步计算得到了Tm3+/Tm3+、Tm3+/Ho3+离子间的能量传递微观速率、临界半径和声子的贡献。最后，计算分析了Ho3+5I7→5I8能级间跃迁的2.0 μm波段吸收截面、受激发射截面和增益系数。研究表明，Tm3+/Ho3+共掺TeO2-ZnO-Na2O玻璃可以作为2.0 μm波段中红外固体激光器的潜在增益基质。
激光光学 能量传递 Tm3+/Ho3+共掺 中红外荧光 中国激光
2012, 39(10): 1006002
