er3tm3共掺tknl玻璃的光学特性和能量传递.pdf

第3 7 卷增刊 2 0 0 8 年1 1 月 光子学报 A C T A P H O T O N I C AS n 叮I C A V 0 1 ．3 7S u p ．1 N o v e m b e r2 0 0 8 O p t i c a lC h a r a c t e r i s t i c sa n dE n e r g yT r a n s f e r i n E r 3 + ／T m 3 + C o ．d o p e dT K N L G l a s s e s * H U A N GW e n - ji n g ，Z H O UD a - e h e n g ，C H IG u a n g —w e i ，S O N GZ h i —g u o ， O I UJ i a n ．b e i 十 ( K e yL a b o r a t o r yo f A d v a n c e dM a t e r i a l s ，K u n m i n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea a dT e c h n o l o g y , K u n m i n g6 5 0 0 9 3 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：E r 3 + ／T m 3 + i o n sc o - d o p e dT K N Lg l a s s e sw e r ed e v e l o p e d ．B a s e do nt h eJ u d d ．O f e l t ( J ．O ) t h e o r y 。

t h eJ —Oi n t e n s i t yp a r a m e t e r sw e r ec a l c u l a t e dt ob eD 2 = 7 ．2 1 x 1 0 《oc m 2 ，鼠= 0 ．4 5 x 1 0 圳c m 2 ，仇= 1 ．2 l x l 0 ’2 ”c m 2f r o mt h ea b s o r p t i o ns p e c t r u m ．S i n c et h eT K N Lg l a s sw a sw i t hh i g hc o v a l e n c e ．s ot h e g l a s s e sc o u l db eu s e da sa ni d e a lh o s tg l a s sf o ru p - c o n v e r s i o n ．O p t i c a lp r o p e a i e so fE r j + ／T m ”c o - d o p e d T K N Lg l a s s e sw e r ei n v e s t i g a t e du n d e r8 0 8n me x c i t a t i o n ．B yT m pc o d o p i n g ．t h eE ，+ g r e e ne m i s s i o n d e c r e a s e dw h i l et h er e de m i s s i o nf r o mT m ”i n c r e a s e d ．Ap o s s i b l em e c h a n i s mf o re n e r g yt r a n s f e r b e t w e e nT m 3 + a n dE r 3 + w a sd i s c u s s e d ． K e yw o r d s ：T e l l u r i t eg l a s s ；U p - c o n v e r s i o n ；J u d d —O f e l tt h e o r y ．；E n e r g yt r a n s f e r C L C N ：T Q l 7 1 D o c u m e n tC o d e ：A 0I n t r o d u c t i o n R a r e ．e a r t hi o i l sd o p e dg l a s sm a t e r i a l sa r ev e r y a t t r a c t i v ef o rd e v e l o p i n gs o l i d —s t a t el a s e ra n do p t i c a I a m p l i f i e d ”J ．I no r d e rt oo b t a i nm o r ep o w e r f u lv i s i b l e a n di n f r a r e d ( I R ) e m i s s i o n sa n dm o r et r a n s i t i o n c h a n n e l s ．E r ，+ 厂T ．m ”c o - d o p e dg l a s s e s w i t h h i g h r e f r a c t i v ei n d i c e sa n dI o wp h o n o ne n e r g i e sa r ce x p e c t e d t ob ef a b r i c a t e du r g e n t l y ．S of a r ．c h l o f i d e ．s u l f i d ea n d f l u o r i d eg l a s s e sh a v eb e e nc o n s i d e r e dt ob ea t t r a c t i v e g l a s s h o s t sf o rd b t a i m n ge f f i c i e n tI Ra n dv i s i b l e u p - c o n v e r s i o ne m i s s i o n t ) - 7 J ．H o w e v e r ．p o o rc h e m i c a l d u r a b i l i t ya n dt h e r m a ls t a b i l i t yl i m i tt h ea p p l i c a t i o no f t h e s en o n - o x i d eg l a s s e ss e r i o u s l y ．T h u s ，d e s i g n i n ga n d o p t i m i z i n gn o v e lo p t i c a lg l a s s e sb e c o m em o r ea n d m o r es i g n i f i c a n ti nm a k i n gm o r ep o w e f f u l o p t i c a I d e v i c e s ．T h eT e l l u r i t eg l a s s e sc a t c hm o r ea t t e n t i o ni n r e c e n ty e a r sb e c a u s et h e i rm a x i m u mp h o n o ne n e r g i e s a r ea l m o s tt h el o w e s ti na l lo ft h eo x i d eg l a s s e s ．a sa r e s u l t ．t h en o n ．r a d i a t i v el O S s e St ot h el a t t i c ew i l lb e s m a l la n dt h ef l u o r e s c e n c eq u a n t u me f f i c i e n c i e so f r a r e - e a r t hi o n sw i l lb eh i g h L S - ，1 ． I nt I l j SP a p e r ，t h eo p t i c a lp r o p e r t i e so fE r ，+ ／r m ” e o - d o p e dT e Q —K 2 0 - N b 2 0 5 - L n 2 0 3 ( T K N L ) g l a s s e s w e r ei n v e s t i g a t e du n d e rt h e8 0 8n ／ne x c i t a t i o n 。

a n dt h e e n e r g yt r a n s f e rp r o c e s s e sw e r ed i s c u s s e d ． 1 E x p e r i m e n t G l a s s e sc o m p o s i t i o ne m p l o y e dw e r e ( t 0 0 1 ％) 7 0 T e 0 2 ‘15 k 2 0 15 N b 2 0 5 ‘( 1 ．8 - x ) G d 2 0 3 ‘0 ．2 E r 2 0 3 ‘ x T m 2 0 3 ，w h e r e 工= ( 0 ，0 ．0 5 ，0 ．2 ，0 ．5 ，0 ．8 ) a n dT h e p u r i t yo fr e a g e n t sw a so v e r9 9 ．9 9 ％．T h em i x t u r e sw e r e ’S u p p o r t e db yt h eN a t i o n a lN a t u r a lS c i e n c eF o u n d a t i o no f C h i n a ( 5 0 7 7 2 0 4 5 ) a n dS o c i e t yD e v e l o p m e n tF o u n d a t i o no f Y u n n a nP r o v i n c e ( 2 0 0 7 E 0 3 6 M ) + T e l ：0 8 7 1 5 1 8 8 8 5 6 E m a i l ：q i u @ k n m s t ．e d u ．e l l R e c e i v e dd a t e ：2 0 0 8 ．0 9 ．3 0 m e l t e da t9 0 0 0Cf o r3 0m i ni na ne l e c t r i cf u r f l a c e ． Ⅵm e nt h em e l t i n gw a sc o m p l e t e d ．t h el i q u i dw a sc a s t i n t os t a i n l e s ss t e e lp l a t e ．T h eg l a s ss a m p l e sw e r ec u t i n t oas i z eo f10 m m xl0 m m x 2 m mf o ro p t i c a l m e a s u r e m e n t S ． F l u o r e s c e n c es p e c t r aw e r em e a s u r e du s i n ga s p e c t r o p h o t o m e t e ri nt h ew a v e l e n g t hr a n g eo f4 0 0t o 7 5 0m n ( S p e c t r o p h o t o m e t e rF ．7 0 0 0 ；H i t a c h iL t d ．1 ．T h e o p t i c a la b s o r p t i o ns p e c t r u mi nt h ew a v e l e n g t hr a n g eo f 4 0 0t o2 0 0 0n mw a sm e a s u r e do naH 1 1 A C。