稀土摻雜KYW晶體的光譜及上轉(zhuǎn)換特性.pdf

1、稀土摻雜的上轉(zhuǎn)換材料在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,例如在光學(xué)數(shù)據(jù)存儲、生物醫(yī)療診斷、立體的三維展示和光通訊等。本文主要研究Er3+單摻和Er3+/Yb3+共摻鎢酸釔鉀晶體KY(WO4)2(KYW)的光譜及上轉(zhuǎn)換特性,為稀土摻雜KYW晶體在激光放大器件和上轉(zhuǎn)換器件等方面的研究提供有益實驗依據(jù)和理論基礎(chǔ)。具體研究內(nèi)容有:
　　 1.對Er3+:KYW晶體的光輻射特性和上轉(zhuǎn)換特性進(jìn)行了深入的分析,用Er3+:KYW晶體的吸收光譜計算得到J

2、udd-Ofelt(J-O)參量,用強度參量計算得到Er3+離子各主要能級間躍遷的輻射幾率。以此為基礎(chǔ),結(jié)合Er3+離子能級分布,分析980nm抽運下的Er+離子間的躍遷過程,利用速率方程理論建立了描述Er3+離子在各能級間躍遷的上轉(zhuǎn)換動力學(xué)的模型。通過求解速率方程并擬合1550 nm和980 nm熒光衰減實驗曲線,獲得上轉(zhuǎn)換系數(shù)C22(4I3/2+4I13/2→4I9/2+4I15/2)和C33(4I11/2+4I11/2→4I15/

3、2+4F7/2)。
　　 2.研究了Er3/Yb3+:KYW晶體三個折射率主軸方向上吸收光譜和熒光光譜的各向異性特性。測量和分析了Er3+/Yb3+:KYW晶體三個折射率主軸方向上的吸收光譜和熒光光譜,用修正的J-O理論計算Er3+/Yb3+:KYW晶體中Er3+離子在三個折射率主軸方向上強度參量Ωt(t=2,4,6)和各吸收譜帶的電偶極躍遷振子強度,同時計算了Yb3+離子在三個軸向上980 nm波長處的積分吸收截面。最后分析、

4、比較所得結(jié)果,得到Er3+/Yb3+:KYW激光晶體的最佳泵浦軸向。
　　 3.測量了Er3+/Yb3+:KYW晶體的上轉(zhuǎn)換光譜和熒光衰減曲線。分析了Er3/Yb3+:KYW晶體在980 nm激發(fā)下的上轉(zhuǎn)換熒光特性和能量傳遞過程。利用速率方程理論,建立了描述上轉(zhuǎn)換動力學(xué)的模型。通過求解速率方程和擬合1550 nm和980 nm熒光衰減曲線,獲得上轉(zhuǎn)換系數(shù)C22(4I13/2+4I13/2→4I9/2+4I15/2)和C33(4I