PDF《掺Yb 硅酸盐玻璃的热漂白性能研究》

掺Yb硅酸盐玻璃的热漂白性能研究 熊中龙 吴妍 景锐平 马冲 龙蔚辉 张超军 程永进 Performance of Yb-doped silicate glass with thermal bleaching Xiong Zhong-Long Wu Yan Jing Rui-Ping Ma Chong Long Wei-Hui Zhang Chao-Jun Cheng Yong-Jin 引用信息 Citation: Acta Physica Sinica, 65,

044208 (2016) DOI: 10.

7498/aps.65.044208 在线阅读View online: http://dx.doi.org/10.7498/aps.65.044208 当期内容View table of contents: http://wulixb.iphy.ac.cn/CN/Y2016/V65/I4 您可能感兴趣的其他文章 Articles you may be interested in 退火对熔石英表面损伤修复点损伤增长的影响 Effect of thermal annealing on damage growth of mitigated site on fused silica 物理学报.2016, 65(4):

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s scaling and translation 物理学报.2015, 64(17):

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205201 http://dx.doi.org/10.7498/aps.61.205201 物理学报Acta Phys. Sin. Vol. 65, No.

4 (2016)

044208 掺Yb硅酸盐玻璃的热漂白性能研究? 熊中龙 吴妍 景锐平 马冲 龙蔚辉 张超军 程永进? (中国地质大学 (武汉) 数学与物理学院, 武汉 430074) (

2015 年9月8日收到;

2015 年10 月30 日收到修改稿 ) 采用传统高温熔融法制备了掺 Yb 硅酸盐玻璃, 玻璃组成为 60SiO2-12Al2O3-28CaO-1.0 mol%Yb2O3. 将玻璃分成两组, 一组经总剂量

3 kGy 的60 Co γ 辐射源辐射, 另一组做空白对照. 然后测试了玻璃未辐射、 辐 射后及热漂白后的吸收谱和近红外发光谱. 实验结果表明: 一定的热处理会使得玻璃在辐射过程中产生的色 心缺陷发生分解, 即辐射后的玻璃在 300―900 nm 波段的吸收系数显著地降低了, 在400 nm 处未经辐射、 经3kGy 辐射以及热漂白后的玻璃吸收系数分别是 0.93, 2.9, 1.89 cm?1 ;

另外, 玻璃的近红外发光强度明显增 强, 在1028 nm 处未经辐射、 经3kGy 辐射以及热漂白后的玻璃近红外发光相对强度分别是 588, 261, 436, 从 而极大地改善了玻璃的光学性能. 所以一定的热处理可以使辐射后的玻璃产生热漂白的现象. 研究结果为进 一步发展抗辐射玻璃材料提供了新的实验依据. 关键词: 掺Yb硅酸盐玻璃, 近红外发光, 吸收系数, 热漂白 PACS: 42.70.Ce, 52.70.Kz, 78.40.Cq, 65.60.+a DOI: 10.7498/aps.65.044208

1 引言近年来, 掺稀土光纤材料 (rare-earth doped optical ?bers) [1?4] 以其高可靠性、 高效率、 高光束 质量、 重量轻及体积小等优势在通信、 医疗、 探测、 军事等领域得到迅速发展. 特别地, Yb3+ 离子由于 只存在基态2 F7/2 和激发态2 F5/2 两个能级, 制成的 光纤材料具备很高的能量转换效率和量子效率 [5] , 还不会有激发态吸收, 也不容易产生浓度猝灭效 应. 因而掺 Yb 光纤激光器是一种理想的信息获取 和传输器件, 其应用范围已经拓展到太空、 加速器、 核设施等恶劣应用环境的通信和探测. 在这些环境 中, 光纤器件会长时间地受到诸如 γ 射线、 质子、 中 子等重离子的辐射而失效 [6,7] . 近几十年来, 国内 外开展了大量掺稀土材料辐射性能的研究, 研究指 出导致光纤器件失效的主要原因是在辐射环境下 光纤器件中生成了能抑制光在某些波段传输的吸 收光的缺陷 [8?12] . 一般认为, 辐射环境下光纤器件 电离出的自由电子和空穴对会与器件中的杂质或 固有缺陷结合而形成色心, 导致器件中产生一个很 宽的吸收带. 虽然对掺稀土材料在辐射环境下的缺 陷类型和光学性能进行了大量研究, 但是对掺稀土 材料辐射后的恢复效应研究得不够详细, 大多数工 作都是略微涉及 [10?13] . 研究表明 [9] 掺稀土材料在 经历辐射后其光学性能会有一定程度的恢复, 特别 是在经历一定的热处理后这种效应尤其明显, 这也 就是所谓的掺稀土材料的热漂白 [9?11] . 本文旨在研究经历 γ 射线辐射后的掺 Yb 硅酸 盐玻璃在不同温度下的近红外发光谱, 以及辐射后 的近红外发光与漂白后的近红外发光的对比, 并结 合色心理论分析了掺稀土材料热漂白的机理.