磷酸盐玻璃 Phosphate glasses

2022-11-01 11:11:57 浏览:345

定义

某些可以制造某些光纤和激光增益介质的玻璃。例如:光学眼镜 

磷酸盐玻璃是以五氧化二磷(P2O5)并添加了一些化学成分。 它们用作激光增益介质——无论是在体激光器中还是以光纤的形式。 它们的主要优点之一是对稀土离子(→稀土掺杂激光增益介质)的溶解度非常高,例如铒(Er3+), 镱 (Yb3+)和钕(Nd3+). 这意味着高浓度的激光活性稀土离子可以掺入磷酸盐玻璃中,而不会产生诸如聚类之类的有害影响,而聚类可能会通过淬灭效应降低性能。 例如,掺铒纤维的掺杂浓度可以比二氧化硅纤维高得多:可以制造出几重量百分比。 这允许构建相当短的光纤激光器和放大器,这不仅有利于紧凑性:

  • 短光纤激光谐振器意味着较大的自由光谱范围,使其更容易实现单频操作。
  • 分布式反馈激光器本质上相当短,高度掺杂的磷酸盐纤维可以更有效地吸收泵。
  • 如果用于超短脉冲的光纤放大器由短光纤制成,则不太容易受到非线性效应的影响。

磷酸盐玻璃的其他一些特性:

  • 高透光率的光谱范围约为 0.4 μm 至 2 μm,比硅胶玻璃更窄。
  • 磷酸盐玻璃中稀土离子的转变截面和上态寿命通常是有利的。 例如,它们通常非常适合制造具有大增益带宽的光纤放大器,因为过渡横截面的光谱形状很宽且相当平滑。
  • 磷酸盐玻璃具有非常低的玻璃化转变温度,通常低于400°C。 因此,磷酸盐纤维末端在大功率操作中加热时相对容易熔化。 因此,在实现高功率光纤激光器和带有磷酸盐玻璃的放大器时,需要特别注意泵浦注入。
  • 与二氧化硅玻璃相比,磷酸盐玻璃的光学损伤阈值和导热系数要低得多。
  • 光热系数dn / dT为负,与许多其他增益介质相比。 这意味着热透镜的直接热贡献是负的(散焦),而额外的应力和膨胀效应是正的(聚焦);总体而言,热透镜可能相当弱。
  • 磷酸盐玻璃的非线性指数非常低,比石英玻璃低近3倍。

磷酸盐和氟化物玻璃的混合物称为氟磷酸盐玻璃。 同样,也有磷酸硅酸盐和磷酸铝玻璃。 这种玻璃也经常用作激光增益介质。

磷酸盐和二氧化硅纤维在设备中的组合可能存在问题,因为由于玻璃化转变温度非常不同,这些不同材料的熔接很困难(尽管并非不可能)。

参考文献

[1] E. Snitzer et al., “Phosphate glass Er3+ laser”, IEEE J. Quantum Electron. 4 (5), 360 (1968), doi:10.1109/JQE.1968.1075267
[2] V. B. Kravchenko and Yu. P. Rudnitskii, “Phosphate laser glasses”, Sov. J. Quantum Electron. 9 (4), 399 (1979), doi:10.1070/QE1979v009n04ABEH008899
[3] L. Yan and C. H. Lee, “Thermal effects in end-pumped Nd:phosphate glasses”, J. Appl. Phys. 75 (3), 1286 (1994), doi:10.1063/1.356405
[4] B.-C. Hwang et al., “Cooperative upconversion and energy transfer of new high Er3+- and Yb3+-Er3+-doped phosphate glasses”, J. Opt. Soc. Am. B 17 (5), 833 (2000), doi:10.1364/JOSAB.17.000833
[5] J. F. Philipps et al., “Spectroscopic and lasing properties of Er3+:Yb3+-doped fluoride phosphate glasses”, Appl. Phys. B 72, 399 (2001), doi:10.1007/s003400100515
[6] D. K. Sardar, “Judd-Ofelt analysis of the Er3+(4f11) absorption intensities in phosphate glass: Er3+, Yb3+”, J. Appl. Phys. 93 (4), 2041 (2003), doi:10.1063/1.1536738
[7] L. I. Avakyants et al., “A new phosphate laser glass”, J. Opt. Technol. 71 (12), 828 (2004), doi:10.1364/JOT.71.000828
[8] Y. W. Lee et al., “20 W single-mode Yb3+-doped phosphate fiber laser”, Opt. Lett. 31 (22), 3255 (2006), doi:10.1364/OL.31.003255
[9] A. Schulzgen et al., “Microstructured active phosphate glass fibers for fiber lasers”, IEEE J. Lightwave Technol. 27 (11), 1734 (2009), doi:10.1109/JLT.2009.2022476
[10] S. Xu et al., “400 mW ultrashort cavity low-noise single-frequency Yb3+-doped phosphate fiber laser”, Opt. Lett. 36 (18), 3708 (2011), doi:10.1364/OL.36.003708
[11] G. Zhang et al., “Neodymium-doped phosphate fiber lasers with an all-solid microstructured inner cladding”, Opt. Lett. 37 (12), 2259 (2012), doi:10.1364/OL.37.002259
[12] S. Fu et al., “Diode-pumped 1.15 W linearly polarized single-frequency Yb3+-doped phosphate fiber laser”, Opt. Express 29 (19), 30637 (2021), doi:10.1364/OE.438787
[13] D. C. Brown, N. S. Tomasello and C. L. Hancock, “Absorption and emission cross-sections, Stark energy levels, and temperature dependent gain of Yb:QX phosphate glass”, Opt. Express 29 (21), 33818 (2021), doi:10.1364/OE.435615

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