Tm2O3掺杂浓度对锗酸盐玻璃热稳定性及光谱性质的影响

用超短腔实现单频激光输出,需采用高增益、短长度的激光光纤,因此要求稀土离子掺杂浓度高。但是目前掺铥多组分玻璃光纤荧光淬灭浓度在1mol%左右,限制了掺Tm3+光纤激光器在单频激光器领域中的应用。

近日,中国科学院上海光学精密机械研究所胡丽丽研究员课题组针对多组分玻璃铥掺杂浓度低的问题,设计并制备了含氟锗酸盐玻璃。研究结果表明,该课题开发的含氟锗酸盐玻璃最佳掺杂浓度为5 wt%,相比已报道的锗酸盐玻璃[1]的最佳掺杂浓度2 wt%提高了2.5倍,锗铌酸盐玻璃[2]的最佳掺杂浓度3 wt%提高了1.6倍。同时该玻璃可以实现较低羟基含量(αOH=0.19~0.51 cm-1),并且随 Tm3+掺杂浓度增加其抗析晶性能变好。Tm2O3掺杂浓度为5 wt%时,在1915nm处的峰值发射截面为5.84×10-21 cm2,高于锗镓酸盐玻璃[3]、ZBLAN玻璃[4]。综上,该课题组所制备的掺铥含氟锗酸盐玻璃可以实现高浓度稀土离子掺杂,同时保持优良的抗析晶性能和光谱性质,有望应用于2.0μm单频激光器。

 (a)Tm3+掺杂含氟锗酸盐玻璃的荧光光谱(插图为该玻璃1880nm荧光峰强度);(b)Tm3+掺杂锗酸盐玻璃的荧光光谱(插图为该玻璃1880nm荧光峰强度)

该文章为《中国激光》第六期封面文章,依据该文章设计的封面图如下:

文章链接:

焦孟珺,王欣,胡丽丽. Tm2O3掺杂浓度对锗酸盐玻璃热稳定性及光谱性质的影响[J].中国激光,2018,45(6):0603001.

参考文献:

[1] 范小康. 掺稀土碲酸盐、锗酸盐玻璃与光纤2~3μm光谱和激光性能 [D]; 中国科学院大学, 2015:53-58.

[2] BALDA R, FERN NDEZ J, ARRIANDIAGA M A, et al. Effect of concentration on the infrared emissions of Tm3+ ions in lead niobium germanate glasses [J]. Optical Materials, 2006, 28(11): 1253-1257.

[3] 邹育婉,王庆,张永东,等. Tm2O3掺杂锗酸盐玻璃2μm波段连续激光输出 [J]. 中国激光, 2011, 38(4):0402004.

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钱国权,唐国武,钱奇,陈敢新. Ho3+/Yb3+共掺杂氟锗酸盐玻璃中红外光谱性质研究[J]. 光学学报, 2016, 36(6): 0616002