WO3含量对Tm^3＋掺杂TeO2-WO3-La2O3玻璃热学性能及光谱性质的影响  

Effects of WO_3 Contents on the Thermal and Spectroscopic Properties of Tm^(3+)-doped TeO_2-WO_3-La_2O_3 Glasses

作　　者：李科峰[1,2] 汪国年[1] 胡丽丽[1] 张军杰[1] 胡俊江[1] 

机构地区：[1]中国科学院上海光学精密机械研究所,中国科学院强激光材料重点实验室,上海201800 [2]中国科学院研究生院,北京100049

出　　处：《无机材料学报》2010年第4期429-434,共6页Journal of Inorganic Materials

基　　金：国家自然科学基金(60607014,50672107);国家863计划项目(2007AA03Z441)

摘　　要：研究了(90-x)TeO2-xWO3-9La2O3-1Tm2O3(x=10、20、30(mol%))玻璃(以下简称TWL玻璃)的热学性能和光谱性质.研究发现WO3的增加可以提高TWL玻璃的热稳定性,降低玻璃的热膨胀系数.WO3含量为30mol%时,玻璃化转变温度Tg达457℃,DTA曲线上无析晶开始温度Tx,且热膨胀系数降为1.224×10-5/℃(30~300℃).玻璃的最大声子能量随WO3的增加而略微增大.用J-O理论计算了Tm3+离子在TWL玻璃中的光谱参数和部分能级的自发辐射几率、荧光分支比、辐射寿命.用M cCumber理论计算了Tm3+离子3F4→3H6跃迁的受激发射截面,在60TeO2-30WO3-9La2O3-1Tm2O3玻璃中,Tm3+离子的最大受激发射截面达到9.6×10-21cm2.研究结果表明,60TeO2-30WO3-10La2O3玻璃具有优良的热学性能和光谱性质,是一种实现~2.0μm激光输出的理想玻璃基质材料.Tungsten-lanthanum-tellurite（TWL） glasses with the molar composition（90-x）TeO2-xWO3-9La2O3-1Tm2O3（x=10,20,30（mol%）） were prepared.Effects of WO3 contents on the thermal stability and spectroscopic properties of Tm3＋ doped TWL glasses were studied.It is found that the thermal stability of TWL glasses is improved with the increasing WO3 contents.For the glass with 30mol% WO3,the glass transition temperature（Tg） is 457℃,while onset crystallization temperature（Tx） is not observed in DTA curve,and the thermal expansion coefficient of the glass decreases to 1.224×10-5/℃（30-300℃）.The maximum phonon energy of the glasses shows the dependence on the host composition.The spectroscopic intensity parameters（Ωt t=2,4,6）,radiative transition rates,radiative lifetimes,and branching ratios are calculated by Judd-Ofelt theory.The emission cross-section of Tm3＋： 3F4→3H6 transition is calculated by McCu-mber theory.The maximum emission cross-section of Tm3＋ in 60TeO2-30WO3-9La2O3-1Tm2O3 glass is 9.6×10-21cm2.Evaluated from the thermal and spectroscopic properties,60TeO2-30WO3-10La2O3 glass is a promising host material for ~2.0μm laser.

关 键 词：碲钨酸盐玻璃 Tm3+ 热稳定性 光谱性质 

分 类 号：TQ171[化学工程—玻璃工业]