Главная » Просмотр файлов » Spectroscopic properties of fluorophosphate glass

Spectroscopic properties of fluorophosphate glass (779683), страница 2

Файл №779683 Spectroscopic properties of fluorophosphate glass (Spectroscopic properties of fluorophosphate glass) 2 страницаSpectroscopic properties of fluorophosphate glass (779683) страница 22017-12-28СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

As is shownin Fig. 5, the graph of emission overlaps that of absorptionpartly. When measuring the lifetime, after one Er3+ ion in4I13/2 returns to the ground state by emitting one photon, itabsorbs a 1.53 µm photon emitted by other Er3+ ion and isexcited to 4I13/2 state again. This process takes place repeatedly, and results in that the measured lifetime is higher than87it should be.

Radiative trapping is linear proportional to theoptical length, the concentration of Er3+ ions and the absorption cross section. For Yb3+ the absorption spectrum overlapsthe emission spectrum just like Er3+ except that the wave bandis different. Dai et al. investigated the radiative trapping ofYb3+ , and found that for Yb3+ doped glass with concentration of 14.47 × 1020 ions/cm3, under 980 nm excitation, whenthe thickness of the sample is 0.5 mm and the absorption crosssection is close to Er3+ ion in this glass, the measured lifetimewill be higher than the virtual about 20% [20]. So it can beconcluded that the influence of radiative trapping on the measured lifetime of Er3+ : 4I13/2 → 4I15/2 transition in this glass isno more than 20%, and the virtual lifetime of 1.53 µm fluorescence is no less than 7.36 ms.The fluorescence spectrum is shown in Fig.

7. The fullwidth at half maximum (FWHM) of it is 59 nm. The highFWHM is partly due to the radiative trapping. However, theThe exponential decay curve of Er3+ ions inthe fluorophosphate glass under 970 nm excitationFIGURE 6FIGURE 7 Fluorescence spectrum of the fluorophosphateglass in the range of 1425–1675 nm88Applied Physics B – Lasers and Opticsinfluence of radiative trapping could not be high, because thefluorescence exhibits a sharp peak, and shows no obviouslyred shift. The FWHM of the graph of stimulated-emissioncross section in Fig.

5 is 56 nm. Because the graph in Fig. 5 isbased on absorption spectrum and is not influenced by radiative trapping, the virtual FWHM should be about 56 nm, andis still higher than for most of the materials investigated [21–23]. The wide FWHM can be explained by the fact that theEr3+ ions can be in or out of the network of fluorophosphateglass structure [24, 25], and the surrounding environment ofEr3+ ions varies severely.

At the same time, the mixed anion coordination including F− and O2− contributes to thelinewidth as well [26]. Additionally, the composition containseight different cations except for Er3+ . These cations as subordinate ordination of Er3+ have different effects on Er3+ ionsand increase the Stark splits [27].The lifetime of 4I13/2 → 4I15/2 transition, is comparatively high for Er3+ doped glasses under such a high concentration. Generally there are two processes which lead toconcentration quenching in Er3+ doped glasses. One is cooperative upconversion, namely summation of photon energiesthrough energy transfer [28]. It is a process which directly results in the loss of at least one excited ion between two excitedEr3+ ions.

The process occurs between two neighbouring ionsin the 4I13/2 excited state. The energy from one of the ions istransferred to the other, leaving one ion in 4I15/2 ground stateand the other in 4I9/2 excited state. It also occurs between twoions that one is in 4I13/2 state and the other is in 4I11/2 state,or both ions are in 4I11/2 excited state. The efficiency of upconversion depends on matrix glass.

First, the matrix glassdetermines the efficiency of interaction of Er3+ ions. Second, the phonon energy of matrix glass influences heavily thepopulation of high energy levels by multiphonon relaxation,especially for the excited state whose energy is only one ortwo phonon higher than the lower state. The other quenchingprocess is the non-radiative relaxation due to water. OH vibrational frequencies typically occur in the range of 2.8 – 3.5 µm,which is much higher than other vibrational frequencies inthe glass.

Only two or three phonons concerning OH are usually required for non-radiative deexcitation of most Er3+ ionsin 4I13/2 excited state. Under high Er3+ concentration, thelifetime of 4I13/2 → 4I15/2 transition is very sensitive to thewater content, because under high concentration, the energymigration between Er3+ ions increases, and consequently theprobability of energy quenched by OH group increases.For the fluorophosphate glass prepared by us, the high lifetime of 1.53 µm fluorescence owes much to the low OH content, and also to the ineffective upconversion process whichis held back by the inefficiency of interaction of Er3+ ionsdetermined by matrix glass and the high phonon energy. Because the phonon energy is high, once Er3+ ions absorb energy of one photon and are excited to 4I11/2 from groundstate, they relax to 4I13/2 by multiphonon relaxation. Even oneEr3+ ion in 4I13/2 is excited to 4I9/2 or other excited statesby upconversion process, it can return to 4I13/2 by sequentialmultiphonon relaxation instead of transition to ground stateby upconversion process.

It should be point out that multiphonon relaxation plays no role in the non-radiative transitionof 4I13/2 → 4I15/2 , since the energy gap between 4I13/2 and4I15/2 is about five times of the phonon energy [29].Upconversion spectra under different excited power areindicated in Fig. 8. It is necessary to explain that under maximum excited power, 620 mW, no upconversion luminescence can be observed by naked eyes in the dark conditions.The green (549 nm) and red (666 nm) upconversion emissions are assigned to the 4S3/2 → 4I15/2 and 4F9/2 → 4I15/2transitions respectively. The log–log plots of upconversion luminescence as a function of pump power are depicted in theinsert of Fig.

8. The intensity of luminescence exhibits nearlyquadratic dependence on the excitation power.σemi × τmea can be used to evaluate the gain properties andσemi × FWHM can be used to evaluate the bandwidth properties of Er3+ doped glasses. In Table 3 it can be found thatthe gain properties and bandwidth properties of the glass areclose to phosphate glass and better than germinate and silicateglasses.FIGURE 8 Upconversion spectra of the fluorophosphateglass under 970 nm excitation, the insert shows the log–logplots of upconversion luminescence as a function of pumppowerLIAO et al.4Spectroscopic properties of fluorophosphate glass with high Er3+ concentrationConclusionFluorophosphate glass with high Er3+ concentration was prepared.

The metaphosphate content in the composition is only 4 mol. %, but the phonon energy of glass,1290 cm−1 , is fairly high. The full width at half maximum isabout 56 nm and is wider than for most of the materials investigated, since the surrounding environment of Er3+ ionsvaries severely. Though the concentration of Er3+ is considerably high, the measured lifetime of 4I13/2 → 4I15/2 transition,contributed by the high phonon energy, inefficient interactionof Er3+ ions, and low water content, amounts to no less than7.36 ms. The gain properties and bandwidth properties of theglass are close to phosphate glass and better than germinateand silicate glasses.ACKNOWLEDGEMENTS The author would like to thank Ms.Ying Zhao for her help in the experiment.

This work is financially supportedby Chinese National Natural Science Foundation (No. 50502030).REFERENCES1 E.K. Mwarani, D.M. Murphy, M. Hempstead, L. Reekie, J.S. Wilkinson,Photon. Technol. Lett. 4, 235 (1992)2 K. Hattori, T. Kitagawa, M. Oguma, M. Wada, J. Temmyo, M. Horiguchi,Electron.

Lett. 29, 357 (1993)3 P. Camy, J.E. Roman, F.W. Willems, M. Hempstead, J.C. Van Der Plaats,C. Prel, A. Beguin, A.M.J. Koonen, J.S. Wilkinson, C. Lerminiaux, Electron. Lett. 32, 321 (1996)4 N.A. Sanford, K.J. Malone, D.R. Larson, R.K. Hickernell, Opt. Lett. 16,1168 (1991)5 K.J. Malone, N.A. Sanford, J.S. Hayden, Electron. Lett. 29, 691(1993)896 S. Dai, C.

Yu, G. Zhou, J. Zhang, G. Wang, L. Hu, J. Luminesc. 117, 39(2006)7 L. Zhang, H. Hu, C. Qi, F. Lin, Opt. Mater. 17, 371 (2001)8 R. Rolli, A. Chiasera, M. Montagna, E. Moser, S. Ronchin, S. Pelli,G.C. Righini, A. Jha, V.K. Tikhomirov, S.A. Tikhomirova, C. Duverger,P. Galinetto, M. Ferrari, Proc. SPIE 4282, 109 (2001)9 R. Lebullenger, L.A. Nunes, A.C. Hernandes, J. Non-Cryst. Solids 284,55 (2001)10 L. Koudelka, J. Klikorka, M. Frumar, J. Non-Cryst. Solids 85, 204 (1986)11 M. Nalin, S.J.L. Ribeiro, Y. Messaddeq, C.R.

Chimie 5, 915 (2002)12 J.Y. Ding, P.Y. Shih, S.W. Yung, Mater. Chem. Phys. 82, 61 (2003)13 G.B. Rouse, P.J. Miller, W.M. Risen, J. Non-Cryst. Solids 28, 193 (1978)14 V.D. Khalilev, J.P. Tarlakov, B.V. Petrosyan, A.A. Pronkin, Fiz. Khim.Stekla 9, 190 (1983)15 I. Yasui, H.

Hagihara, H. Inoue, J. Non-Cryst. Solids 140, 130 (1992)16 B. Karmakar, P. Kundu, R.N. Dwivedi, J. Am. Ceram. Soc. 83, 1305(2000)17 Z. Liu, C. Qi, S. Dai, Y. Jiang, L. Hu, Opt. Mater. 21, 789 (2003)18 W.J. Miniscalo, R.S. Quimby, Opt. Lett. 16, 258 (1992)19 M.J. Weber, Phys. Rev. 157, 262 (1967)20 S.X. Dai, J.H. Yang, L. Wen, L.L. Hu, Z.H. Jiang, J. Luminesc. 104, 55(2003)21 S. Jiang, M. Myers, N. Peyghambarian, J.

Non-Cryst. Solids 239, 143(1998)22 H. Lin, E.Y.B. Pun, S.Q. Man, X.R. Liu, J. Opt. Soc. Am. B 18, 602(2001)23 X. Feng, S. Tanabe, T. Hanada, J. Am. Ceram. Soc. 84, 165 (2001)24 R. Balda, J. Fernández, I. Saéz de Ocáriz, J.L. Adam, A. Mendioroz,E. Montoya, Opt. Mater. 13, 159 (1999)25 Y.D. Huang, M. Mortier, F.

Auzel, Opt. Mater. 17, 501 (2001)26 J.F. Philipps, T. Töpfer, H. Ebendorff-Heidepriem, D. Ehrt, R. Sauerbrey,Appl. Phys. B 72, 399 (2001)27 S.B. Jiang, L. Tao, B.C. Hwang, F. Smekatala, K. Seneschal, J. Lucas,N. Peyghambarian, J. Non-Cryst. Solids 263–264, 364 (2000)28 F. Auzel, J. Luminesc. 45, 341 (1990)29 E. De La Rosa-Cruz, G.A. Kumar, L.A. Diaz-Torres, A. Martı́nez,O. Barbosa-Garcı́a, Opt. Mater. 18, 321 (2001).

Характеристики

Тип файла
PDF-файл
Размер
262,74 Kb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов статьи

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6353
Авторов
на СтудИзбе
311
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее