Spectral Properties of ~2 μm Emission of Tm3+ Doped Bi2O3-SiO2-PbO Glass

用高温熔融法制备了Tm2O_3摩尔掺杂浓度分别为0.1%、0.25%、0.5%、0.75%和1%的33Bi_2O_3-50SiO_2-17PbO玻璃。采用DSC方法对该种玻璃的析晶性能进行研究,发现其T_x-T_g为138℃,说明该玻璃抗析晶性能良好。基于其吸收光谱,采用Judd-Ofelt理论计算了Tm~(3+)离子的J-O参数和部分激发态能级的跃迁几率、荧光寿命和分支比等光谱参量。分析3F4能级寿命随掺杂浓度变化关系,发现产生自淬灭的临界浓度为3.54*10~(20) ions/cm~3。用McCumber理论计算在33Bi_2O_3-50SiO_2-17PbO玻璃中Tm~(3+)离子3F43H6能级跃迁的吸收截面和发射截面,最大吸收截面和最大受激发射截面分别为3.7*10~(-21)和7.2*10~(-21) cm~2。研究结果表明33Bi_2O_3-50SiO_2-17PbO玻璃具有较好的光谱性质,是一种实现~2 mum激光的较理想玻璃基质。