导读:本文包含了红外光纤材料论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:光纤,玻璃,材料,激光器,性能,结构,氟化物。
红外光纤材料论文文献综述
肖旭升[1]（2017）在《4.3μm中红外光纤激光器增益光纤材料及泵浦源研究》一文中研究指出中红外光纤激光器因其波段处于“分子指纹区”,在环境监测、医疗诊断、国防安全等方面有着广泛的应用。作为其中一员,4.3μm光纤激光器由于其独特的光谱特性与光谱位置,其在火山监测、碳循环与温室效应研究、燃烧诊断、空间光电对抗等领域均有着极好的应用前景。然而,迄今为止,关于4.3μm中红外光纤激光器的报道在国内外还是一片空白。究其原因,主要是受限于现有光纤材料及相关泵浦源器件的缺失。具体而言,目前制约4.3μm中红外光纤激光器发展的主要有如下两大瓶颈问题:1)高质量、高增益、低损耗稀土掺杂硫系玻璃光纤的缺失;2)高效率1.7μm泵浦波段光纤激光器的短缺。本论文围绕制约4.3μm中红外光纤激光器发展的上述两大关键技术问题展开研究,针对稀土离子Dy~(3+)掺杂硫系玻璃的4.3μm中红外发光特性及其单模双包层光纤的制备、1.7μm光纤激光器高功率输出等方面进行探索。论文的主要研究内容如下:1.选取Ga-As-S体系作为稀土掺杂玻璃基质,利用传统熔融淬冷法制备得到掺Dy~(3+)浓度为500~5000 ppm的Ga_(0.8)As_(39.2)S_(60)硫系玻璃,并结合该体系玻璃的物理和热稳定性、可见及近红外吸收光谱测试以及J-O理论计算和中红外荧光光谱和寿命的测试,系统地研究和评价该系列掺Dy~(3+)玻璃的中红外发光特性和用作4.3μm中红外光纤激光器增益介质玻璃材料的潜质。相关实验测试分析和J-O理论计算结果表明:Ga的少量引入,通过形成[GaS_(4/2)]四面体,既能很好地保持原As_2S_3玻璃具备的良好热稳定性(△T为182℃),又能有效地提高其稀土掺杂能力,其最佳的Dy~(3+)掺浓度约为3000 ppm;Dy~(3+)在4.3μm处的实际荧光寿命τ_(mea)和受激发射截面σ_(emi)分别约为1.60 ms和1.06×10~(-20 )cm~2,其激光品质因子值(σ_(emi)×τ_(mea))达到1.70×10~(-23)cm~2·s。2.利用传统熔融淬冷法成功制备得到Dy~(3+)掺杂浓度为1000~10000 ppm的Ge_(20)Ga_5Sb_(10)S_(65)硫系玻璃,并结合该体系玻璃的可见及近红外吸收光谱测试、J-O理论计算、中红外荧光光谱和荧光寿命衰减曲线测试,系统地研究和评价该体系玻璃的中红外发光特性以及其用作4.3μm中红外光纤激光器增益介质玻璃材料的潜质。相关实验测试分析和J-O理论计算结果表明:该体系玻璃中Dy~(3+)在4.3μm处的测试荧光寿命τ_(mea)和受激发射截面σ_(emi)分别约为1.41 ms和1.86×10~(-20)cm~2,其激光品质因子值(σ_(emi)×τ_(mea))达到2.62×10~(-23)cm~2·s;其具有优良的4.3μm中红外发光特性,是比较理想的4.3μm中红外光纤激光器增益介质玻璃材料。选取掺杂浓度为3000 ppm的Ge_(20)Ga_5Sb_(10)S_(65)玻璃,采用Cl_2气对其进行化学除杂处理,有效地降低了原玻璃中O-H、S-H等杂质含量,将Dy~(3+)离子在4.3μm处的荧光寿命相应地从1.41 ms提升至1.82 ms。在此基础上,分别采用挤压法和棒管法制备得到直径约为125μm、芯包结构分别约为43.5:23:4和62.5:30:5.5的单模双包层Dy~(3+):Ge_(20)Ga_5Sb_(10)S_(65)玻璃光纤。该光纤有望成为一种理想的4.3μm中红外光纤激光器增益光纤材料。3.采用紫外双光束干涉法制备得到工作波长为1.7μm的光纤布拉格光栅。在此基础上,搭建了基于光纤光栅的掺铥全光纤激光器,系统地研究其1.7μm光纤激光输出特性。通过优化增益光纤掺杂浓度和光纤长度以及输出端光纤光栅反射率大小,利用单向泵浦结构,实现了掺铥全光纤激光器中的短波长操作,得到了1.28W的1707 nm激光输出,其激光线宽小于44 pm,激光斜率为36.1%;基于双向泵浦结构,得到了最大输出功率为3.15 W的1707 nm连续激光输出,激光线宽小于50 pm,激光斜率为42.1%。4.建立基于Dy~(3+)掺杂Ge_(20)Ga_5Sb_(10)S_(65)玻璃光纤的4.3μm中红外光纤级联激光器理论模型,系统地研究了两个泵浦波长(1319 nm、1707 nm)、叁种泵浦结构(前向泵浦、后向泵浦、双向泵浦)、增益光纤长度和损耗等参数对4.3μm激光输出性能的影响。模拟计算结果表明:1707 nm为更有效的泵浦波长,其作为泵浦波长时所获得的最大激光斜率为15.1%;叁种泵浦结构均有其各自的优点和不可避免的缺点,双向和后向泵浦可以获得更好的激光性能表现,而前向泵浦结构拥有更为简单和可行的光路系统;增益光纤在信号光4.3μm处的损耗小于6 dB/m,这是获得有效4.3μm激光输出的先决条件。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)》期刊2017-11-01）
董高翔,汪康康,陈超英,熊采华,万克玉[2]（2015）在《红外低损耗光纤材料中杂质分析》一文中研究指出氟化物光纤不仅可实现数千千米无中继通信,且有希望实现高能量大功率激光的传输。世界上十多个着名实验室都在研制氟化物光纤,我国也列入"863"计划。作为低损耗的红外光纤要求材料中有害杂质元素铁、铜、钴、镍、钕和钐的最大允许量仅为10~100ng/g。因此,对氟化物材料中上述超痕量杂质元素的分析测试也是红外光纤研究中重要的组成部分。该成果从建立适于超痕量元素分析实验室的环境(本文来源于《中国分析测试协会科学技术奖发展回顾》期刊2015-07-01）
王海燕[3]（2012）在《钬铥共掺的多组份透红外玻璃光纤材料的研究》一文中研究指出锗酸盐玻璃由于具有各向同性,较低的声子能量,强的成玻能力,良好的红外传输性能,对稀土离子高的溶解性以及良好的化学稳定性,成为制作激光基质与红外窗口玻璃的材料,为此,开展透红外锗酸盐玻璃的制备及性能研究具有重要的现实意义。对于研究和开发出具有声子能量较低、稀土掺杂浓度较高、荧光线宽、激光输出效率高、化学稳定性好、易加工等特性的激光增益介质和红外透过窗口材料的应用具有实用价值。通过大量实验,确定了满足所需物理化学性能和机械强度的锗酸盐红外玻璃基质的配方63GeO2-12B2O3-4BaF2-5AlF3-10Na2O-4ZnO2-2La2O3,采用高温熔融退火方法,选择适当的温度制度,制备出熔制性能好,红外透过率高的钬铥共掺锗酸盐玻璃,通过荧光光谱和红外透过光谱分析确定了最佳的钬和铥的敏化比例为0.1：0.8，获得了较好的激光性能和红外透过性能的透红外光纤材料并制备出光纤预制棒。通过调整送料速度拉丝速度拉制出直径适合的光纤,最后得到的光纤机械性能良好,充分说明所选基质材料不仅在光学上满足要求,同时具备拉制成纤的能力。(本文来源于《长春理工大学》期刊2012-03-01）
王晶[4]（2011）在《稀土掺杂透红外锗酸盐玻璃光纤材料的研究》一文中研究指出随着红外光纤材料在军事,国防,医疗等领域的迫切需求,尤其是最近几年兴起的2μm红外光纤激光器在医学上的特殊应用,使得对于红外光纤材料的研究更为迫切。鉴于晶体材料生长周期较长、成本较高、制备工艺复杂、拉丝性能较差,不利于2μm激光器的应用。同样氟化物玻璃由于毒性,机械强度,化学稳定性等因素的限制,尚未取得较好的实用价值。目前常用的基质材料有硅酸盐系列,但是硅酸盐玻璃基质的声子能量较高(约1100cm)无辐射跃迁能量损失占主要地位,导致量子效率较低,无法获得理想的激光性能。因此,我们选择与硅酸盐玻璃结构相似的,同时声子能量较低,又有良好的物理化学性能和机械强度的锗酸盐玻璃作为基质材材料。选择钬离子作为激发离子,但是考虑到在单掺Ho3+的玻璃中,激光的产生效率比较低,因此选择铥离子作为敏化剂这样不仅可以提高激光效率而且更有益于与之匹配的泵浦波长激励。通过大量实验,确定了满足所需物理化学性能和机械强度的红外玻璃基质的配方65 GeO2-10B2O3-7BaF2-10Na2O-4A12O3-4ZnO2,通过荧光光谱分析确定了最佳的钬和铥的敏化比例为0.1：0.7,获得了较好的激光性能的红外光纤材料。采用高温熔融法熔制玻璃同时浇注预制棒,通过调整送料速度拉丝速度拉制出直径适合的光纤,最后得到的光纤机械性能良好,充分说明所选基质材料不仅在光学上满足要求,同时具备拉制成纤的能力。(本文来源于《长春理工大学》期刊2011-03-01）
许彦涛[5]（2010）在《红外光纤材料硫属化物玻璃的制备与性能研究》一文中研究指出硫属化物玻璃具有优秀的中远红外透过性能、热学性能和机械性能,同时还拥有比氧化物玻璃大的多的叁阶非线性折射率,在超低损耗光纤通信、中远红外激光传输、红外探测成像、全光开关等领域具有广阔的应用前景。本文分别对硒化物玻璃的红外性能及制备工艺和Ga基硫化物玻璃的叁阶非线性进行了研究。硒化物玻璃具有低的材料色散、高的禁带宽度、长的多声子吸收边,是制备中远红外光纤的优秀材料。通过实验,得到一组最优配方。经过工艺改进后显着降低了远红外8～12μm处的吸收,并成功制备出拉纤用的大块玻璃芯棒。采用旋转法制备皮管技术也取得初步成功。有望制备出能够传输3～12μm的红外光纤。制备了80GeS_2-(20-x)Ga_2S_3-xSb_2S_3和80GeS_2-(20-x)Ga_2S_3-xIn_2S_3,(x=0,5,10,15,20)两个体系玻璃样品。测试了样品的密度、UV-VIS-NIR光谱和中远红外光谱,应用Z扫描技术得到了样品的n_2和β,讨论了Sb和In的引入对玻璃结构、光学带隙、多声子吸收和非线性折射率,n_2的影响。结果表明该体系玻璃具有优秀的叁阶非线性性质,是制备全光开关的有力候选材料,同时也为Ga基硫系玻璃非线性性质的进一步研究做了铺垫。(本文来源于《长春理工大学》期刊2010-03-01）
杨慧[6]（2004）在《红外光纤材料硫卤玻璃的组成、结构与性能研究》一文中研究指出为探索新型透红外材料和光纤放大器的基质玻璃材料，本文通过X射线衍射分析、密度测试、差热分析、抗潮解性能测试、FTIR和UV-Vis光谱以及Raman光谱分析等方法，对GeS_2-Ga_2S_3-CsCl、GeS_2-Ga_2S_3-AgI和As_2S_3-PbI_2叁系统硫卤玻璃的制备与形成、光学、热学性能以及微结构等进行了较为系统的研究。 GeS_2-Ga_2S_3-CsCl系统玻璃形成能力良好，转变温度Tg在175～375℃之间，大部分玻璃有较强的抗结晶热稳定性；GeS_2／Ga_2S_3=4时，随CsCl掺量增加，Tg先下降后稍有增加，然后继续下降，而密度先上升后下降，在2.82～3.05g／cm~3之间。由杂质基团Ge-O键引起的红外截止波长在12.8 μm附近，红外透过率达80％；随CsCl含量的增加，紫外吸收限向短波方向位移，从453nm移至410nm，且透过率增加。CsCl破坏玻璃中S_3Ga-GaS_3金属—金属键连接和GaS_4四面体的共边连接，形成Cl-Ga键，产生复合阴离子团[Ga_2S_2S_(2/2)Cl_2]~(2-)；网络形成体仍为GeS_2，[GeS_(4/2)]四面体顶角相连构成叁维空间网络结构，Ga_2S_3为网络中间体，Cs~+则充当网络修饰体，作为电荷补偿剂填充于[Ga_2S_2S_(2/2)Cl_2]~(2-)形成的网络空隙。 GeS_2-Ga_2S_3-AgI系统玻璃成玻区较窄，其边界从GeS_2顶点延伸至含GeS_240％的组成，当AgI含量小于33％时可以得到稳定的块状玻璃。其转变温度在170～353℃之间；当AgI／Ga_2S_3=2时，随AgI掺量的增加，Tg和Tx基本上呈线性减少，且ΔT和H值下降；密度却呈线性增大，在2.84～3.93g／cm~3之间。玻璃具有较好的化学稳定性，红外截止波长位于11.04μm附近，由Ge-S、Ga-S键多声子吸收引起。AgI的加入并未改变网络形成体的近程结构，[GeS_4]和[GaS_4]四面体通过桥S连接形成叁维无序网络状结构，AgI作为网络修饰体分布于其中。 在冰水淬冷情况下，As_2S_3-PbI_2二元系统玻璃中PbI_2最大摩尔分数可达25％；玻璃化学稳定性良好，转变温度介于194～201℃之间，并随着PbI_2掺量增加而降低；微结构为网络形成体As_2S_3以[AsS_(3/2)]叁角锥结构单元存在，通过共用S或S-S连结形成无序网络状结构；八面体构型的配位多面体[PbI_6]为网络修饰体，通过S-I键与[AsS_(3/2)]叁角锥连接，均匀地分布于玻璃网络中。 实验结果表明：叁个系统的玻璃均为较有前途的中远红外光纤材料，且GeS_2-Ga_2S_3-CsCl玻璃是潜在的稀土离子掺杂1.3 μm光纤放大器的基质材料。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2004-05-10）
佟威[7]（2004）在《Ge-S基硫卤玻璃红外光纤材料的组成、结构与性能研究》一文中研究指出优异的透红外性能使得红外光纤材料在传感器、功率传输和长距离通信等领域中具有重大意义。而硫卤玻璃由于各向同性和结构均匀且在可见光和红外波长区域具有高透光性等优点而成为一种理想的红外光纤材料。本文研究了GeS_2-Ga_2S_3-KCl和GeS_2-In_2S_3-KCl两种新型硫卤玻璃红外光纤基体材料的制备工艺、成玻性能、热性能、光学性质和化学键特性。分析了玻璃各项性能随组成的变化关系。围绕组成-结构-性能这一主线，分析了KCl对于玻璃各种性质的影响。 在GeS_2-Ga_2S_3-KCl系统中，KCl的最大掺入量为0.6摩尔分数。该叁元系统的玻璃形成区是由GeS_2-Ga_2S_3这个准二元系统逐渐向KGaS_(3／2)Cl复杂化合物延伸，在E线的两侧扩展成为一个狭长的区域。 xGeS_2-(1-x)In_2S_3二元系统不成玻，但掺入KCl后就可以得到透明的玻璃，B线：0.7GeS_2-xIn_2S_3(1-x)KCl上KCl的最小含量达到0.015。而且玻璃的颜色与玻璃组分的关系很明显。GeS_2-In_2S_3-KCl系统玻璃的形成区是在In_2S_3／KCl=1／1(组分)的两侧扩展成的一个狭长区域，其中KCl的最高含量可达到0.45摩尔分数以上。 GeS_2-Ga_2S_3-KCl和GeS_2-In_2S_3-KCl两个体系的Tg较高，在300～400℃之间；玻璃形成能力很好，η值在0.25～0.3之间。Cl~-对玻璃的网络起到终止作用，因此KCl使玻璃转变温度降低。而KCl的含量与玻璃形成能力呈现非线性关系：随着KCl的引入，η值先增大后减小。 两个系统玻璃的透过波长范围约为0.45～11.5μm。随着KCl的加入，玻璃的透红外截止波长没有变化，短波吸收限向短波移动。 拉曼光谱表明：KCl与GeS_2不发生相互作用。所研究体系玻璃的结构：共用Ga(In)原子的Ga(In)-S键和Ga(In)-Cl键形成的[GaS_3Cl]~-或[InS_3Cl]~-混合阴离子团均匀地弥散于由桥硫连接的[GeS_4]和[GaS_4]四面体构成的玻璃网络中。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2004-04-01）
王小虎[8]（2003）在《新型硫卤玻璃红外光纤材料组成、结构和性能的研究》一文中研究指出随着科学技术的进步，红外光纤材料越来越成为发达国家竞相研究开发的热点。硫卤玻璃由于各向同性和结构均匀且在可见光和红外波长区域具有高透光性等优点而成为一种理想的红外光纤材料。本文探索性地研究了As_2S_3-CdI_2和GeS_2-Ga_2S_3-KI两种硫卤玻璃系统的微观结构及成玻区、热性能和透红外等性能。试验性地进行了GeS_2-Ga_2S_3-KI的光纤拉制工作。 (1-x)As_2S_3-xCdI_2二元系统玻璃成玻区较小，采取空气淬冷时成玻区中x值大于0.04，而水淬冷时x值大于0.05。说明制备(1-x)As_2S_3-xCdI_2系统玻璃时的冷却速率对其玻璃形成区影响不大。随着x值的增大，其玻璃转变温度略有下降，为201～205℃，外观颜色有红色变为浅红色，又结合其可见光谱可知短波吸收限向短波方向移动，透红外曲线表明随着x值的增大，透红外截止波长基本不变，为13.8μm。拉曼光谱分析出其微结构为：离散的As-I键和Cd-S键或原子簇均匀地弥散于由硫桥连接的[AsS_(3／2)]单元构成的玻璃网络中。 GeS_2-Ga_2S_3-KI叁元系统玻璃成玻区较大，KI含量高达57％时仍然形成玻璃。随着KI含量的增加，玻璃外观颜色由深黄色变成浅黄色，结合其可见光谱可知短波吸收限向短波方向移动，由红外透过光谱可知其截止波长无明显变化，为11.5μm。由DTA曲线可知T_g为236～365℃，T_c为414～664℃，大部分样品的T_c—T_g在100℃以上，表明该系统玻璃的形成能力良好。随着KI含量的增加，玻璃转变温度和密度均先降低后增加，表明玻璃结构先变疏松后紧密。由拉曼光谱等测试结果可知：一部分Ga_2S_3和KI可能会形成[GaKS_3I]四面体，彼此以顶角相连，因而可能与[GeS_4]四面体联接而进入网络。 由实验结果可知，此两种系统玻璃透红外截止波长比较大，是很有发展前途的新型红外光纤材料。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2003-05-01）
纪世华[9]（1994）在《红外光纤材料及其特性》一文中研究指出论述红外光纤材料及其特性，介绍国外研制红外光纤的进展情况，探讨其发展前景。(本文来源于《应用光学》期刊1994年01期）
卢朝靖,田德诚,戴国钧,张诚善[10]（1993）在《远红外光纤材料MnF_2-BaCl_2系玻璃的结构》一文中研究指出本文用可见—紫外吸收光谱和扩展X射线吸收谱(EXAFS)研究了新型红外光纤材料(60-x)MnF_2·40BaCl_2·xMnCl_2(x=0、10、20、30)混合卤化物玻璃的结构。可见—紫外吸收光谱表明,Mn~(2+)在MnF_2-BaCl_2系玻璃中以氟氯混合配位的畸变八面体存在。根据EXAFS分析确定的Mn~(2+)近邻结构参数,对照MnF_2-BaF_2系氟化物玻璃的一种结构模型。指出了MnF_2-BaCl_2系玻璃的结构特点。(本文来源于《化学物理学报》期刊1993年03期）
红外光纤材料论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
氟化物光纤不仅可实现数千千米无中继通信,且有希望实现高能量大功率激光的传输。世界上十多个着名实验室都在研制氟化物光纤,我国也列入"863"计划。作为低损耗的红外光纤要求材料中有害杂质元素铁、铜、钴、镍、钕和钐的最大允许量仅为10~100ng/g。因此,对氟化物材料中上述超痕量杂质元素的分析测试也是红外光纤研究中重要的组成部分。该成果从建立适于超痕量元素分析实验室的环境
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
红外光纤材料论文参考文献
[1].肖旭升.4.3μm中红外光纤激光器增益光纤材料及泵浦源研究[D].中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所).2017
[2].董高翔,汪康康,陈超英,熊采华,万克玉.红外低损耗光纤材料中杂质分析[C].中国分析测试协会科学技术奖发展回顾.2015
[3].王海燕.钬铥共掺的多组份透红外玻璃光纤材料的研究[D].长春理工大学.2012
[4].王晶.稀土掺杂透红外锗酸盐玻璃光纤材料的研究[D].长春理工大学.2011
[5].许彦涛.红外光纤材料硫属化物玻璃的制备与性能研究[D].长春理工大学.2010
[6].杨慧.红外光纤材料硫卤玻璃的组成、结构与性能研究[D].武汉理工大学.2004
[7].佟威.Ge-S基硫卤玻璃红外光纤材料的组成、结构与性能研究[D].武汉理工大学.2004
[8].王小虎.新型硫卤玻璃红外光纤材料组成、结构和性能的研究[D].武汉理工大学.2003
[9].纪世华.红外光纤材料及其特性[J].应用光学.1994
[10].卢朝靖,田德诚,戴国钧,张诚善.远红外光纤材料MnF_2-BaCl_2系玻璃的结构[J].化学物理学报.1993
论文知识图
