Yb3+掺杂氟铝酸盐玻璃的中红外2.85μm能量传递分析

"这篇科研论文深入探讨了Yb3+ / Ho3+共掺杂氟铝酸盐玻璃在中红外2.85微米发射的能量传递过程。这种玻璃材料表现出良好的热稳定性和3微米区域的高透射率，使其成为潜在的中红外固态激光器基质。通过980纳米激光二极管激发后，研究了其中红外发射特性，并详细分析了能量传递机制。实验结果表明，制备的玻璃具有较高的自发跃迁概率（31.77 s^-1），以及与Ho3+离子的5I6到5I7激光跃迁相关的较大发射截面（1.91 x 10^-20 cm^2）。此外，还研究了上转换荧光光谱、1.2微米和2微米的发射，以全面理解中红外发射行为。利用德克斯特模型计算并讨论了Yb3+和Ho3+之间的能量转移微观参数，进一步揭示了能量在两个离子间的传递过程。" 在Yb3+ / Ho3+共掺杂的氟铝酸盐玻璃中，Yb3+离子主要作为能量敏化剂，通过非辐射能量转移将吸收的980纳米光子的能量传递给Ho3+离子。这种能量传递对于实现2.85微米的中红外发射至关重要。Yb3+离子的高自发跃迁概率意味着它能有效地捕获光子并快速将能量传递给Ho3+，而大的发射截面则表示Ho3+离子在5I6到5I7的跃迁中有较高的发光效率。上转换和不同波长的荧光光谱分析提供了关于能量如何在不同能级间转移的详细信息，这对于优化玻璃的光谱性能和提升激光器的效率至关重要。 此外，根据德克斯特模型，可以估算能量转移的效率和速率，从而了解Yb3+和Ho3+之间的相互作用。这一模型考虑了能量转移过程中的距离依赖性，帮助科学家们精确控制掺杂离子的浓度和分布，以优化能量传递效果。通过这种方式，研究人员可以设计出更高效的中红外激光介质。 Yb3+ / Ho3+共掺杂氟铝酸盐玻璃因其独特的光谱特性和优良的热稳定性，被看作是中红外固态激光技术领域有潜力的候选材料。这类玻璃材料的研究对于开发新型中红外激光器，特别是在医疗、环境监测、通信和军事应用等领域具有重要意义。通过深入研究能量传递机制，科学家能够改进材料设计，提升中红外激光器的性能，从而推动相关技术的发展。