Er3+/Tm3+, Er3+/Ho3+共掺氟化玻璃中2.7μm发射的能级转移机制优化

本文主要探讨了在氟化玻璃中掺杂Er3+并以Tm3+或Ho3+作为敏化剂时，如何实现2.7微米波段的高效能量转移机制。研究对象是Er3+/Tm3+和Er3+/Ho3+共掺杂的ZBYA玻璃，这是一种用于光通信和红外光学应用的高性能材料。作者通过吸收和发射光谱实验，详细分析了两种掺杂组合下玻璃对2.7微米辐射的特性。 Er3+离子在玻璃中的4I13/2能级具有较高的能量，当与Tm3+或Ho3+结合时，会发生显著的能量转移过程。Tm3+的3F4能级和Ho3+的5I7能级是这种能量转移的主要通道，即Er3+:4I13/2 → Tm3+:3F4 或 Er3+:4I13/2 → Ho3+:5I7。这个过程导致Er3+的4I13/2能级寿命显著降低，进而影响了2.7微米发射强度的提升。 作者的研究结果表明，通过合理的掺杂比例，Tm3+和Ho3+能够有效地提高Er3+的2.7微米辐射效率，这对于设计和优化长波段激光器、光纤放大器以及红外通信系统具有重要意义。此外，这项工作还可能为开发新型的光子晶体材料和纳米结构提供理论依据，因为能量转移机制的理解有助于优化材料的性能和增强其在特定波长范围内的响应。 该研究不仅深入解析了Er3+、Tm3+和Ho3+在氟化玻璃中的能量传递行为，还为2.7微米波段的光谱调控技术提供了新的见解和潜在的应用前景。这对于推动红外光电子学领域的发展具有积极的推动作用。