The optical properties and local structure of trace elements in glasses
玻璃中微量元素的光学性质和局部结构
基本信息
- 批准号:07405056
- 负责人:
- 金额:$ 5.89万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
- 财政年份:1995
- 资助国家:日本
- 起止时间:1995 至 1997
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Rare earth and transition metal ions as a trace element are very important roles in a solid state laser materials. The optical properties and valency state of trace element depend on the glass composition as laser matrix. In this research, the compositional dependence of optical properties of trace element doped glasses were investigated. We selected the optimum glass composition for the laser materials.1. We calculated the spontaneous emission probabilities of the particular transitions of rare earth ions in silicate, borate, and phosphate glasses on the basis of the Judd-Ofelt theory.(1) The results reveal that the transitions ^3F_<3/2>*^4I_<11/2> of Nd^<3+>, ^6F_<11/2> * ^6H_<15/2> of Dy^<3+>, ^4S_<3/2> * ^4I_<15/2> of Er^<3+>, and ^2F_<5/2> * ^2F_<7/2> of Yb^<3+> in oxide glasses show possibility for the solid state laser materials.(2) The matrix effect of K_2O-Ga_2O_3-Ta_2O_5 glass provides the high spontaneous emission probabilities of the transition, which are affected by the <||U^<(2)>||>^2, for Dy^<3+> and Yb^<3+> ions.2. The compositional dependences of the valency state of Cu and Cr ions in oxide glasses were inverstigated.(1) We concluded optimum glass composition for Cu^+ doped tunable glass laser materials is 10Na_2O・80B_2O_3・10Al_2O_3 because Cu^+ ion was chemically stabilized by matrix effect of alumina.(2) We concluded glass systems suitable for Cr^<4+> doped tunable glass laser materials is Al_2O_3 and Ga_2O_3 based glasses because the superoxide ion radical (O_2^-) and the peroxy bonding (-0-0) oxidize Cr^<3+> to Cr^<4+> in the aluminate and gallate glasses.3. We concluded glass composition suitable for Ce^<3+> doped glass laser materials for short wavelength light source is AlF_3 based glasses with high transmission in ultraviolet region.
稀土和过渡金属离子作为微量元素在固态激光材料中起着非常重要的作用,微量元素的光学性质和价态取决于作为激光基质的玻璃成分。在本研究中,光学性质的成分依赖性。研究了微量元素掺杂玻璃。我们选择了激光材料的最佳玻璃成分。 1.计算了硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐玻璃中稀土离子特定跃迁的自发发射概率。 Judd-Ofelt理论。(1) 结果表明,Nd^<3+>、^6F_<11/2> * ^6H_<15/的跃迁^3F_<3/2>*^4I_<11/2> Dy^<3+> 2>、Er^<3+> ^4S_<3/2> * ^4I_<15/2>,以及氧化物玻璃中Yb^<3+>的^2F_<5/2> * ^2F_<7/2>显示了固态激光材料的可能性。(2)K_2O-Ga_2O_3-Ta_2O_5玻璃的基体效应提供了高对于 Dy^<3+> 和 Yb^<3+> ,跃迁的自发发射概率受 <||U^<(2)>||>^2 的影响2.研究了氧化物玻璃中Cu和Cr离子价态的成分依赖性。(1)由于Cu^+离子的存在,我们得出Cu^+掺杂可调谐玻璃激光材料的最佳玻璃成分为10Na_2O·80B_2O_3·10Al_2O_3。 (2)我们总结出适合Cr^<4+>掺杂的玻璃体系可调谐玻璃激光材料为Al_2O_3和Ga_2O_3基玻璃,因为铝酸盐和镓酸盐玻璃中的超氧离子自由基(O_2^-)和过氧键(-0-0)将Cr^<3+>氧化为Cr^<4+> .3.我们得出适合短波长光源的Ce^3+掺杂玻璃激光材料的玻璃成分是在紫外区具有高透射率的AlF_3基玻璃。
项目成果
期刊论文数量(41)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
H.Takebe、Y.Nageno、K.Morinaga: "Compositional Dependence of Judd-Ofelt Parameters in Silicate,Borate,and Phosphate Glasses" Journal of the American Ceramic Society. 78. 1161-1168 (1995)
H.Takebe、Y.Nageno、K.Morinaga:“硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐玻璃中 Judd-Ofelt 参数的成分依赖性”美国陶瓷学会杂志 78。1161-1168 (1995)。
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- 影响因子:0
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- 通讯作者:
T.Murata、M.Torisaka、H.Takebe、K.Morinaga: "Compositional dependence of the valency state of Cr ions in oxide glasses" Journal of Non-Crystalline Solids. 220. 136-146 (1997)
T.Murata、M.Torisaka、H.Takebe、K.Morinaga:“氧化物玻璃中 Cr 离子价态的成分依赖性”非晶固体杂志 220. 136-146 (1997)
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- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
H.Takebe, T.Murata, H.Nishida, D.W.Hewak, K.Morinaga: "Compositional Dependence of Optical Properties of Nd^ in Gallate Glasses" Jounal of the Ceramic Society of Japan. 104. 243-246 (1996)
H.Takebe、T.Murata、H.Nishida、D.W.Hewak、K.Morinaga:“没食子玻璃中 Nd^<3> 光学性质的成分依赖性”日本陶瓷学会会刊。
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- 通讯作者:
S.Fujino, H.Ijiri, H.Shimizu, K.Morinaga: "Measurement of Multi-Component Glasses in the Wide Range for Fiber Drawing" J.Japan Inst.Matals. 62. 106-110 (1998)
S.Fujino、H.Ijiri、H.Shimizu、K.Morinaga:“光纤拉制中多组分玻璃的宽范围测量”J.Japan Inst.Matals。
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N.Sakamoto,H.Takebe,K.Morinaga,A.N.Cormack: "Local Structure in the Vicinity of Nd^ Ions in Alkali Silicate Glasses" Proceeding of the 6th Tohwa University International Symposium on Frontier Nanostructured Ceramics. 213-218 (1996)
N.Sakamoto,H.Takebe,K.Morinaga,A.N.Cormack:“碱硅酸盐玻璃中 Nd^<3> 离子附近的局域结构”第六届东和大学前沿纳米结构陶瓷国际研讨会论文集。
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