Tm3+掺杂Bi2O3-SiO2-PbO玻璃的~2 μm发光光谱性质

摘要： 用高温熔融法制备了Tm2O3摩尔掺杂浓度分别为0.1%、0.25%、0.5%、0.75%和1%的33Bi2O3-50SiO2-17PbO玻璃。采用DSC方法对该种玻璃的析晶性能进行研究, 发现其Tx-Tg为138℃, 说明该玻璃抗析晶性能良好。基于其吸收光谱, 采用Judd-Ofelt理论计算了Tm3+离子的J-O参数和部分激发态能级的跃迁几率、荧光寿命和分支比等光谱参量。分析3F4能级寿命随掺杂浓度变化关系, 发现产生自淬灭的临界浓度为3.54×1020 ions/cm3。用McCumber理论计算在33Bi2O3-50SiO2-17PbO玻璃中Tm3+离子3F4→3H6能级跃迁的吸收截面和发射截面, 最大吸收截面和最大受激发射截面分别为3.7×10-21和7.2×10-21 cm2。研究结果表明33Bi2O3-50SiO2-17PbO玻璃具有较好的光谱性质, 是一种实现~2 μm激光的较理想玻璃基质。