摘要: 在本工作中,使用熔体冷却法获得了透明且光学性质均匀的Nd<'3+>、Er<'3+>和Yb<'3+>激活的硼酸铋玻璃,并测量和计算了上述稀土离子在这些玻璃中的一些重要的光谱参数,系统地研究了不同玻璃成分和不同稀土离子浓度对光谱参数的影响.在99.5(40Bi<,2>O<,3... 展开 在本工作中,使用熔体冷却法获得了透明且光学性质均匀的Nd<'3+>、Er<'3+>和Yb<'3+>激活的硼酸铋玻璃,并测量和计算了上述稀土离子在这些玻璃中的一些重要的光谱参数,系统地研究了不同玻璃成分和不同稀土离子浓度对光谱参数的影响.在99.5(40Bi<,2>O<,3>·60B<,2>O<,3>):0.5Nd<,2>O<,3>玻璃样品中获得高达54%的荧光量子效率,这是迄今为止Nd3+离子在硼酸盐玻璃材料中最高的荧光量子效率.通过研究硼酸铋玻璃中不同Nd<'3+>离子浓度对Nd<'3+>离子光谱性质的影响,确定了本体系硼酸铋玻璃中最佳的Nd3+离子浓度应该接近0.5mol%.研究Er<,3+>激活硼酸铋玻璃体系发现:随着Bi<,2>O<,3>含量增加,Er<'3+>离子的有效荧光线宽变窄;Bi<,2>O<,3>含量和Er<'3+>离子浓度分别为25mol%和0.5mol%的Er<'3+>激活玻璃样品中具有最大的有效荧光线宽86nm;Bi<,2>O<,3>含量和Er<'3+>离子浓度分别为45mol%和0.1mol%的玻璃样品中具有最大的荧光量子效率和受激发射截面,分别为25%和0.94×10-20cm<'2>.该荧光量子效率远大于已经报道的Er<'3+>离子在硼酸盐玻璃中7%的荧光量子效率.在Yb3+激活硼酸铋玻璃体系中,Bi<,2>O<,3>含量为45mol%的Yb<'3+>激活玻璃样品具有最大的荧光量子效率和受激发射截面,分别为95%和0.96×10-20cm<'2>.同时还发现,在Yb<'3+>离子浓度低于2.5mol%和碱及碱土氧化物的添加量低于10mol%的情况下,这些玻璃成分的变化对Yb<'3+>离子光谱参数的影响很小.利用上述光谱参数,对所制备玻璃材料的激光性能进行了预测和评估.结果表明:Nd<'3+>、Er<'3+>和Yb<'3+>激活的硼酸铋玻璃是一类具有潜在发展前途的固体激光器和光纤放大器用激光材料. 收起