掺稀土激光玻璃的工艺理论及实验研究

题名:掺稀土激光玻璃的工艺理论及实验研究
作者:靳涛涛
学位授予单位:燕山大学
关键词:激光玻璃;;制备;;物理特性;;光谱特性;;掺杂光子晶体光纤
摘要:
 随着光纤通信技术和小型固体激光器的不断发展,掺杂稀土元素的特种光纤成为人们研究的热点。光子晶体光纤(PCF)作为一类新的特种光纤,具有许多传统光纤所无法比拟的优越特性,尤其是如果掺以少量的稀土元素,可以制造超大功率光子晶体光纤激光器。
 为了制备出所期望的高质量光子晶体光neodymium magnets纤,以将之用于高功率光子晶体光纤激光器,本文提出了坩埚熔炼法,先制备出稀土掺杂玻璃,然后用稀土掺杂玻璃再拉制光子晶体光纤。本论文的工作主要集中在Er~(3+)、Nd~(3+)和Yb~(3+)掺杂激光玻璃的制备,以及对它们的物理特性、光谱参数和激光特性测试和分析等方面,具体的内容包括:
 首先,介绍了掺稀土激光玻璃和掺稀土光子晶体光纤激光器的研究进展,并对掺稀土激光玻璃的理论基础进行了详细论述。
 其次,研究了掺稀土激光玻璃的配方设计和制备过程。在设计配方、选择原材料和仪器的基础上,采用高温熔融工艺制备了不同组分的激光玻璃样品。为了满足光纤激光器的要求,还对制备出的样品进行了差热分析、折射率、密度、吸收光谱和荧光光谱一系列性能测试。
 最后,选择四块掺Yb~(3+)玻璃样品并根据http://www.999magnet.com/样品的检测结果,结合Yb~(3+)离子光谱和激光参数的理论计算,得到了样品的吸收截面σabs、受激发射截面σ_p、荧光寿命τ_f和最小粒子数β、饱和泵浦强度I_(sat)、最小泵浦强度I_(min)等参数值,比较了采用倒易法和F-L法两种不同方法计算出的样品受激发射截面,选出激光性能最佳的样品用作掺Yb~(3+)光子晶体光纤的纤芯材料。
学位年度:2009