论文摘要
激光技术是二十一世纪一种不可或缺的支撑技术,广泛应用于民用和军事领域。激光工作物质是激光技术发展的基础和核心,其中,透明陶瓷由于具有可大尺寸制备、高浓度掺杂及良好的热学和机械性能等优势,近年来在固体激光器领域受到了研究者们的广泛关注。SrF2透明陶瓷由于声子能量、折射率低,透光范围广,不存在双折射效应,制备周期短等优势,适合作为激光工作介质的基质材料。Nd3+离子有丰富的能级结构,具有较宽的吸收带、较大的吸收和发射截面、较长的上能级寿命等优点,在固体激光器中是一种常用的激活离子。但Nd3+团簇现象严重,容易发生浓度猝灭,导致激光陶瓷的荧光强度的减小和荧光量子效率的降低,本论文尝试通过共掺缓冲离子La3+以获得更好的光谱性能。本论文采用化学沉淀法合成不同La3+离子掺杂浓度的Nd,La:SrF2纳米粉体,结合真空热压烧结法制成相应的透明陶瓷样品,系统地研究了La3+离子的掺杂对粉体和陶瓷样品光谱性能等的影响。主要研究内容如下:1、采用化学沉淀法合成了Nd,La:SrF2和Nd,La:CaF2纳米粉体,研究了La3+离子的掺杂对粉体的晶粒尺寸、晶胞参数、微观形貌的影响。结果表明,随La3+离子掺杂浓度的增加,Nd,La:SrF2粉体的平均晶粒尺寸由28 nm减小到22 nm,晶胞参数均呈现为上升趋势,但CaF2的晶胞参数在掺入La3+后增加明显,且增幅更大,而SrF2在较高La3+离子掺杂浓度时增加更明显;本次实验中La3+离子掺杂浓度到21 at.%时粉体中开始出现LaF3杂相。2、采用真空热压烧结法制备Nd,La:SrF2透明陶瓷,研究陶瓷样品的光学质量和光谱性能。发现以颗粒均一性、颗粒分散性更好的粉体为原料,烧结时保温2 h制得的陶瓷样品的光学质量更好,1056 nm处的透过率提高至88.04%。光谱性能研究结果表明La3+离子对Nd,La:SrF2透明陶瓷的光谱性能具有调控作用,可以拓宽吸收峰线宽、增大吸收峰强,利于LD泵浦,还可以打破Nd3+严重的浓度猝灭效应,提高荧光强度和荧光寿命。3、采用真空热压烧结法制备相同掺杂浓度的SrF2和CaF2透明陶瓷,研究并对比了两者的发射光谱性能和荧光寿命。研究发现相同掺杂浓度的SrF2透明陶瓷的发射强度均优于CaF2,其光谱性能更好,但La3+离子在CaF2基质陶瓷中对荧光强度和发射峰位的影响程度更大,对光谱性能的调控作用更大。
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中文摘要Abstract第一章 绪论 1.1 固体激光器 1.1.1 激光器的组成和分类 1.1.2 固体激光器 1.2 激光透明陶瓷 1.3 制备技术 1.3.1 纳米粉体制备技术 1.3.2 透明陶瓷制备技术2 透明陶瓷的提出、技术路线及研究内容'> 1.4 Nd,La:SrF2透明陶瓷的提出、技术路线及研究内容 1.4.1 氟化物透明陶瓷3+)和缓冲离子(La3+)'> 1.4.2 激活离子(Nd3+)和缓冲离子(La3+) 1.4.3 技术路线及研究内容2 纳米粉体的制备及表征'>第二章 Nd,La:SrF2纳米粉体的制备及表征 2.1 实验所需原料及器材2 纳米粉体的实验过程及工艺流程图'> 2.2 Nd,La:SrF2纳米粉体的实验过程及工艺流程图 2.3 测试与表征 2.4 结果与讨论3+掺杂浓度的Nd,La:SrF2 纳米粉体的XRD测试'> 2.4.1 不同La3+掺杂浓度的Nd,La:SrF2纳米粉体的XRD测试3+掺杂浓度的Nd,La:SrF2 纳米粉体的扫描电镜测试'> 2.4.2 不同La3+掺杂浓度的Nd,La:SrF2纳米粉体的扫描电镜测试 2.5 本章小结2 透明陶瓷的制备及性能研究'>第三章 Nd,La:SrF2透明陶瓷的制备及性能研究 3.1 实验所需原料及器材2 透明陶瓷的实验过程'> 3.2 Nd,La:SrF2透明陶瓷的实验过程 3.3 测试与表征 3.4 结果与讨论2 透明陶瓷的光学质量的影响'> 3.4.1 高质量粉体对Nd,La:SrF2透明陶瓷的光学质量的影响2 透明陶瓷的光学质量的影响'> 3.4.2 不同保温时长对Nd,La:SrF2透明陶瓷的光学质量的影响3+掺杂浓度的Nd,La:SrF2 透明陶瓷的显微结构'> 3.4.3 不同La3+掺杂浓度的Nd,La:SrF2透明陶瓷的显微结构3+掺杂浓度的Nd,La:SrF2 的光谱性能'> 3.4.4 不同La3+掺杂浓度的Nd,La:SrF2的光谱性能 3.5 本章小结2和CaF2 基质陶瓷的的制备及性能研究'>第四章 SrF2和CaF2基质陶瓷的的制备及性能研究 4.1 实验原料及所需器材2、CaF2 基质材料的粉体和透明陶瓷的实验过程'> 4.2 SrF2、CaF2基质材料的粉体和透明陶瓷的实验过程 4.3 测试与表征 4.4 结果与讨论2、CaF2的晶胞参数随La3+掺量的变化'> 4.4.1 SrF2、CaF2的晶胞参数随La3+掺量的变化2、Nd,La:CaF2 透明陶瓷的光学质量的对比'> 4.4.2 Nd,La:SrF2、Nd,La:CaF2透明陶瓷的光学质量的对比2、Nd,La:CaF2 透明陶瓷的光谱性能的对比'> 4.4.3 Nd,La:SrF2、Nd,La:CaF2透明陶瓷的光谱性能的对比 4.5 本章小结第五章 全文总结 5.1 主要结论 5.2 本文创新点 5.3 下一步工作及展望致谢参考文献附录 :硕士期间发表的相关论文
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 朱婷
导师: 梅炳初
关键词: 氟化锶,透明陶瓷,光谱性能,调控作用,氟化钙
来源: 武汉理工大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,信息科技
专业: 物理学,无机化工,无线电电子学
单位: 武汉理工大学
分类号: TN24;TQ174.758.23
DOI: 10.27381/d.cnki.gwlgu.2019.001165
总页数: 70
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标签：氟化锶论文; 透明陶瓷论文; 光谱性能论文; 调控作用论文; 氟化钙论文;
