Er<sup>3+</sup>掺杂锗酸盐激光玻璃猝灭浓度的计算与预测

万杰; 欧阳莎; 姬瑶; 段太宇; 王伟超

doi:10.37188/CJL.20230014

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Er³⁺掺杂锗酸盐激光玻璃猝灭浓度的计算与预测

理论计算及光谱分析 | 更新时间：2023-06-28

- Er³⁺掺杂锗酸盐激光玻璃猝灭浓度的计算与预测
  增强出版
- Calculation and Prediction of Quenching Concentration of Er³⁺-doped Germanate Glass
- 发光学报 2023年44卷第6期页码：1032-1041
- 作者机构：
  
  1.华南理工大学物理与光电学院，发光材料与器件国家重点实验室，广东省光纤激光材料与应用技术重点实验室，广东广州　510640
- 作者简介：
  
  [ "万杰（1996-），女，重庆人，博士研究生，2019年于重庆交通大学获得学士学位，主要从事稀土掺杂激光玻璃的研究。 E-mail： wanjie_12345@163. com" ]
  [ "王伟超（1988-），男，陕西咸阳人，博士，副教授，2017年于华南理工大学获得博士学位，主要从事特种激光玻璃及光纤激光器的研究。E-mail： wangweichao@scut. edu. cn" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(52172003)
- DOI：10.37188/CJL.20230014
  中图分类号：
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万杰, 欧阳莎, 姬瑶, 等. Er³⁺掺杂锗酸盐激光玻璃猝灭浓度的计算与预测[J]. 发光学报, 2023,44(6):1032-1041.

WAN Jie, OUYANG Sha, JI Yao, et al. Calculation and Prediction of Quenching Concentration of Er³⁺-doped Germanate Glass[J]. Chinese Journal of Luminescence, 2023,44(6):1032-1041.
万杰, 欧阳莎, 姬瑶, 等. Er³⁺掺杂锗酸盐激光玻璃猝灭浓度的计算与预测[J]. 发光学报, 2023,44(6):1032-1041. DOI： 10.37188/CJL.20230014.

WAN Jie, OUYANG Sha, JI Yao, et al. Calculation and Prediction of Quenching Concentration of Er³⁺-doped Germanate Glass[J]. Chinese Journal of Luminescence, 2023,44(6):1032-1041. DOI： 10.37188/CJL.20230014.

摘要

稀土掺杂激光玻璃光纤是光纤激光器的核心增益介质，其中稀土离子掺杂浓度是决定激光玻璃增益特性的重要参数，如何快速有效地确定最佳掺杂浓度是稀土掺杂激光玻璃光纤的关键科学问题之一。本文以Er,3+,掺杂锗酸盐激光玻璃为例，利用Er,3+,：,4,I,13/2,→,4,I,15/2,跃迁的自发辐射跃迁寿命和实测寿命，预测了锗酸盐激光玻璃的猝灭浓度。研究表明，在该玻璃体系中，理论预测与实际值的最大绝对误差小于0.4%。对比唯象模型和有限扩散模型分别拟合多个样品发光强度和实测寿命确定猝灭浓度的方法，本文提出的方法仅需通过少量样品的测试参数即可确定激光玻璃猝灭浓度，简单快捷且计算误差小，对高增益激光玻璃与光纤研究具有指导意义。

Abstract

Rare-earth doped laser glass fiber is the core gain medium of fiber laser.The concentration of the rare-earth ions is one of the important parameters to determine the gain characteristics of laser glass. How to determine the quenching concentration（QC） of laser glass quickly and effectively is a key scientific problem. In this paper， the QC of Er,3+,-doped germanate glass is predicted by using the spontaneous emission lifetime and the measured lifetime of the Er,3+,：,4,I,13/2,→,4,I,15/2, transition. The results show that the maximum absolute error between the theoretical prediction and the actual value is less than 0.4%. Compared with the phenomenological model and finite diffusion model to determine the QC by fitting the luminescent intensity and measured lifetime of multiple experimental samples， our proposed method can determine the QC of laser glass by the test parameters of one or two samples， which is simple， fast and has little calculation error. It has a guiding significance for the research of high-gain laser glass and optical fiber.

关键词

锗酸盐玻璃稀土离子Er3+猝灭浓度理论计算

Keywords

germanate glassrare-earth ionsEr3+quenching concentrationtheoretical calculation

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