镱铒共掺硼硅酸盐玻璃的扎得-奥菲而特理论与上转换研究

"镱铒共掺硼硅酸盐玻璃可见光波段扎得-奥菲而特理论分析" 本文是关于镱铒共掺硼硅酸盐玻璃在可见光波段的光学性质研究，主要采用了扎得-奥菲而特(Judd-Ofelt, J-O)理论和麦克库玻(McCumber)理论进行分析。实验中通过高温烧结工艺制备了不同掺杂浓度的掺铒硼硅酸盐玻璃以及镱铒共掺硼硅酸盐玻璃样本。 扎得-奥菲而特理论是研究稀土离子在玻璃介质中光谱性质的重要工具，它用于计算稀土离子的强度参量Ωk(k=2,4,6)。这些参量反映了离子与周围环境的相互作用强度，对理解离子的能级结构和光谱特性至关重要。在掺铒硼硅酸盐玻璃中，随着铒离子浓度的增加，Ω2参量减小，这可能是因为铒离子之间的相互作用导致能量转移增强，使得离子间的耦合效应减弱。而对于镱铒共掺硼硅酸盐玻璃，随着镱离子浓度的提高，Ω2反而增大，并且超过了其他类型的硅酸盐、氟化物和铋酸盐玻璃的相应值。这种现象表明镱离子的存在可能改善了铒离子的环境，增强了其与玻璃基质的相互作用。 同时，利用麦克库玻理论，研究人员分析了镱铒共掺硼硅酸盐玻璃中铒离子的上转换过程，特别是红光(4F9/2→4I15/2)和绿光(2H11/2→4I15/2)的受激发射截面。受激发射截面是描述粒子在特定波长下受激辐射的概率，直接影响上转换效率。结果显示，随着镱掺杂浓度的增加，这两种颜色的上转换受激发射截面略有增加，这意味着镱的加入可以提升上转换发光性能。 这项研究揭示了镱和铒在硼硅酸盐玻璃中协同作用的潜力，特别是在可见光波段的光学应用。这对于开发新型稀土掺杂光纤激光器、光放大器和光存储器件具有重要意义。此外，通过调整掺杂浓度，可以优化材料的光学性质，满足不同应用场景的需求。因此，镱铒共掺硼硅酸盐玻璃在光通信、光电子和光电转换等领域有广阔的应用前景。