光纤激光器用掺Yb3+硅酸盐玻璃光谱性质研究

光纤激光器用掺Yb3+硅酸盐玻璃光谱性质研究

摘   要

本文首先介绍了发展高功率光纤激光器的目的和意义，然后根据国内外的研究现状提出开展本课题研究的依据和研究内容。本文第二部分实验过程与理论中描述了实验方法、测试方法及过程，之后系统介绍了涉及Yb3+离子吸收截面(σabs),发射截面（σemi），自发辐射几率（Arad）,潜在激光性能评估参数，激发态最小粒子数（βmin）饱和泵浦强度（Isat）和最小泵浦（Imin）的计算方法。本文第三部分研究了Yb2O3和PbO含量对Yb3+掺杂多组分硅酸盐玻璃的光谱性质和物理性质的影响。结果表明，随着Yb3+掺杂浓度从0.5增加到2mol%，Yb3+掺杂SAL玻璃的主峰发射截面从1.81pm2减小到1.01pm2，在1020nm次峰处，其发射截面从0.51 pm2减小到0.29 pm2，因此Yb3+掺杂SAL玻璃不适宜做高浓度Yb3+掺杂材料。随PbO含量增加，Yb3+掺杂SPB玻璃的吸收和发射截面变化不大，只是吸收波长移向长波长。在改变Yb3+离子浓度时，随着Yb3+浓度增大，其吸收截面没有明显改变，说明Yb3+在SPB玻璃中团簇效应不明显。激光参数计算得出Yb3+掺杂SPb玻璃的SFL因子是0.63，大于日本Hoya公司的Yb3+掺杂PNK玻璃和美国的Yb3+掺杂QX玻璃，说明本文制备的SPB玻璃是一种较好的掺杂材料。

关键词：Yb3+ 硅酸盐玻璃 物理 光谱性质 

目  录

摘要………………..………………………………………………………………..i

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目录………………………………………………………………………………..iii

第一章 引言 1

1.1 光纤激光器的发展史 1

1.2 国内外光纤激光器的研究现状 1

1.3 本课题研究的意义 2

第二章 实验过程原料及理论基础 4

2.1 实验所用原料 4

2.2配料组成 4

2.3 样品制备 4

2.4性能测试 5

2.5理论基础 6

2.6受激发射截面的计算 6

2.7激光性能评估 7

第三章 Yb3+掺杂多组分硅酸盐玻璃光谱性质的结果与讨论 8

3.1 密度、折射率、色散及玻璃热性质 8

3.2吸收特性 9

3.3发光性质 10

第四章  SAL玻璃和SPB玻璃体系 13

4.1  SAL玻璃体系 13

4.2 SPb玻璃体系 13

4.2.1 SPb玻璃体系性质 16

4.3潜在激光性能参数评估 18

第五章  结论 20

参考文献 21

致  谢 22