LiF 及AlF3對(duì)摻Tm3+氟磷玻璃光學(xué)、光譜性質(zhì)、析晶性能及結(jié)構(gòu)的影響*

張麗艷田穎 張軍杰 胡麗麗

(中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)激光材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海201800)

(2010年1月21日收到;2010年3月12日收到修改稿)

LiF 及AlF3對(duì)摻Tm3+氟磷玻璃光學(xué)、光譜性質(zhì)、析晶性能及結(jié)構(gòu)的影響*

張麗艷?田穎 張軍杰 胡麗麗

(中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)激光材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海201800)

(2010年1月21日收到;2010年3月12日收到修改稿)

為了平衡摻銩氟磷玻璃對(duì)輻射壽命、發(fā)射截面和析晶穩(wěn)定性的綜合要求，研究了LiF及AlF3對(duì)摻銩氟磷玻璃光學(xué)光譜性質(zhì)和析晶性能的影響.研究表明，高達(dá)30 mol%的LiF仍可保證氟磷玻璃具有較好的析晶穩(wěn)定性能且其在提高Tm3+離子的輻射壽命上具有非常重要的作用;高AlF3玻璃具有很好的析晶穩(wěn)定性能，但Tm3+離子在其中的輻射壽命下降較快;鑒于LiF和AlF3含量的相對(duì)變化對(duì)發(fā)射截面的影響不大，因此，調(diào)整LiF和AlF3在氟磷玻璃中的比例即可初步平衡對(duì)Tm3+離子3F4能級(jí)輻射壽命、發(fā)射截面和玻璃析晶性能的要求.通過(guò)J-O參數(shù)與玻璃某些性質(zhì)的比對(duì)得出了高AlF3則稀土離子4f和5d軌道重疊積分增大的結(jié)論.Raman光譜證明較大幅度的LiF及AlF3含量的變化對(duì)玻璃在結(jié)構(gòu)上造成很大改變.

氟磷玻璃，輻射壽命，發(fā)射截面，析晶穩(wěn)定性

PACC:7855，4255R，7840

1. 引言

Tm3+，Ho3+摻雜的2μm激光在人眼安全遠(yuǎn)程探測(cè)系統(tǒng)、臨床醫(yī)學(xué)高精度手術(shù)、3—5μm光學(xué)參量振蕩器抽運(yùn)等方面具有十分重要的應(yīng)用［1，2］.其中，2μm超短脈沖激光是研究窄能隙半導(dǎo)體和超晶格多量子阱帶間瞬態(tài)光躍遷過(guò)程、半導(dǎo)體內(nèi)光激發(fā)動(dòng)力學(xué)、分子內(nèi)和分子間能量轉(zhuǎn)移相等動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的重要手段［3，4］.因此，無(wú)論是軍用、民用還是科學(xué)研究，2μm激光器的研制都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.目前除銩鈥摻雜的晶體外，玻璃材料也因其制備簡(jiǎn)單、成本低、大尺寸、稀土摻雜濃度高、可拉制成光纖等優(yōu)點(diǎn)成為了2μm激光的重要介質(zhì)材料.盡管摻Tm3+石英光纖仍然是迄今為止實(shí)現(xiàn)兩μm激光輸出功率最大的玻璃介質(zhì)［5］，但其固有缺點(diǎn)是Tm3+摻雜濃度低，基質(zhì)聲子能量高，其實(shí)現(xiàn)中紅外激光發(fā)射的效率較低，并且因?yàn)門(mén)m3+在石英基質(zhì)中的3F4能級(jí)熒光壽命僅為340μs左右，難以實(shí)現(xiàn)幾十納秒的窄脈寬調(diào)Q脈沖輸出［6］;而非石英基質(zhì)的兩微米玻璃材料卻具有組分可調(diào)性大、基質(zhì)聲子能量低、稀土摻雜濃度高、量子效率高、熒光壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)［2，7—13］.目前摻銩碲酸鹽玻璃已經(jīng)獲得效率達(dá)76%的280 mW激光輸出，但輸出功率因碲酸鹽玻璃基質(zhì)的熱性能限制而無(wú)法進(jìn)一步提高［14］;摻銩鍺酸鹽玻璃也獲得了效率達(dá)52.5%的104 W激光輸出［15］;氟磷酸鹽玻璃在實(shí)現(xiàn)超短脈沖方面具有優(yōu)于所有氧化物玻璃的材料優(yōu)勢(shì)［16］，在熱性能方面又優(yōu)于碲酸鹽玻璃，因此也成為了2μm激光的潛在研究基質(zhì).

眾所周知，高輻射壽命、高發(fā)射截面及良好的析晶穩(wěn)定性能是對(duì)稀土摻雜玻璃材料的一貫要求，而如何從成分設(shè)計(jì)上達(dá)到這一要求還需要大量的實(shí)驗(yàn)研究.在摻銩氟磷玻璃的研究上，諸多基礎(chǔ)性研究工作，包括各種氟化金屬對(duì)氟磷玻璃性質(zhì)的影響遠(yuǎn)沒(méi)有完成.對(duì)于類(lèi)似于氟磷玻璃這種非氧化物玻璃，為了提高量子效率，降低生熱率和閾值，減少材料熱破壞的可能性，則需要獲得高輻射壽命、高發(fā)射截面并具有良好析晶穩(wěn)定性的玻璃，這是其實(shí)現(xiàn)實(shí)用化的第一步.AlF3因其在成玻璃性能上具有優(yōu)異作用而成為氟磷玻璃的重要組成成分之一;理論上，堿金屬氟化物L(fēng)iF，NaF，KF使玻璃的析晶穩(wěn)定性能大大降低，并使玻璃料性變差，因此作為改善氟磷玻璃除條紋工藝的原料其引入量一直很少高于5 mol%，尤其是LiF使用更少.但是從離子結(jié)構(gòu)上分析，與Na+，K+不同的是，Li+離子具有較強(qiáng)的極化力，會(huì)在玻璃中起到積聚作用.如果在氟磷玻璃中大量引入LiF，則氟磷玻璃成玻璃性能乃至稀土離子的光譜性質(zhì)將會(huì)如何變化尚不明確，亦無(wú)報(bào)道.基于以上分析，本文研究了LiF和AlF3的相對(duì)含量對(duì)摻銩氟磷酸鹽玻璃光學(xué)、光譜性質(zhì)、析晶性能和結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)LiF在改善Tm3+的光譜性能，尤其是在提高稀土離子的輻射壽命上具有不可忽略的作用.

2. 實(shí)驗(yàn)

玻璃制備所用原料為化學(xué)純氟化物及偏磷酸鹽，TmF3為光學(xué)純.根據(jù)玻璃成分稱(chēng)取50 g原料，充分混合后置于100 ml白金坩堝中于溫度控制精度為±2℃的硅碳棒電爐中熔融10 min，通N2氣2 min，澄清30 min后降溫出爐，澆鑄入鐵模，于Tg溫度下保溫2 h后以10℃/h的速率冷卻到室溫.將樣品加工成尺寸為20mm×10mm×3mm的薄片，對(duì)角拋光，用于性質(zhì)測(cè)量.

光譜測(cè)試在常溫下進(jìn)行.玻璃的吸收光譜測(cè)量采用PERKIN-ELMER LANBDA 9型分光光度計(jì).以808nm LD為抽運(yùn)源，采用法國(guó)J-Y公司的TIAX550型熒光光譜儀，用擴(kuò)展InGaAs(DSS-16AZ.2010TC)探測(cè)器接收熒光譜.Raman光譜采用Renishaw公司的Invia型拉曼光譜儀測(cè)試.玻璃密度由排水失重法測(cè)量，折射率采用棱鏡法測(cè)量，熱性能測(cè)試采用差熱分析法，溫度范圍為200—700℃，升溫速度為5℃/min.

3. 結(jié)果與討論

3.1. 密度、線性及非線性折射率、阿倍數(shù)、轉(zhuǎn)變溫度及析晶穩(wěn)定性能

表1為相關(guān)玻璃的組分、密度、線性及非線性折射率、阿倍數(shù)和轉(zhuǎn)變溫度Tg及析晶穩(wěn)定性能參數(shù)ΔT=Tx－Tg值，其中TmF3均為外加.玻璃的組分設(shè)計(jì)原則是固定磷酸鹽含量，LiF及AlF3含量進(jìn)行較大幅度的改變.高Tg玻璃在激光實(shí)驗(yàn)中的抗熱沖擊性能好于低Tg玻璃，因此有更大的實(shí)用價(jià)值. ΔT是評(píng)價(jià)玻璃抗析晶性能的重要參數(shù)，ΔT值高則玻璃的抗析晶性能高，對(duì)高質(zhì)量大尺寸玻璃制備以及隨后的玻璃重?zé)釥顟B(tài)下的光纖拉制極為有利.除此之外，玻璃的阿貝數(shù)越高，色散越小;在強(qiáng)激光作用下，低的非線性折射率可減少激光的光束質(zhì)量退化和自聚焦現(xiàn)象，從而減少材料損傷.因此，激光玻璃介質(zhì)要盡量實(shí)現(xiàn)高阿貝數(shù)和低非線性折射率.非線性折射率n2由折射率nd及阿倍數(shù)γd根據(jù)如下公式計(jì)算［17］:

在判斷各類(lèi)玻璃的非線性折射率時(shí)，一般可用折射率的大小來(lái)初步判定非線性折射率的高低，低折射率玻璃其非線性折射率也低.在計(jì)算n2數(shù)值時(shí)，非線性折射率是折射率和阿倍數(shù)的函數(shù)，n2與γd成反比，即γd大則n2低.為做一對(duì)比，表1中給出了文獻(xiàn)［17］所示氟硼(FB)玻璃的nd及n2值.其1.4324的折射率比A系列氟磷玻璃1.51左右的折射率低很多，但其n2值卻高于A玻璃很多.該結(jié)果顯示出高阿倍數(shù)在降低非線性折射率上的作用是遠(yuǎn)大于低折射率本身的，也說(shuō)明了氟磷玻璃作為一種特殊色散玻璃，其低的非線性折射率主要是由其高阿倍數(shù)特性造成的.從成分與阿倍數(shù)的關(guān)系上看，AlF3的增加會(huì)在折射率變化很小的基礎(chǔ)上顯著提高玻璃的阿倍數(shù)，即會(huì)降低非線性折射率，這與捷姆金娜對(duì)成分與nd和nf-nc關(guān)系的系統(tǒng)研究相符［18］.

RF2和AlF3降低LiF升高以后，玻璃的Tg值減小很快，ΔT值從測(cè)不出析晶到151℃.A1，A2的高Tg與RF2和AlF3的含量高有關(guān)，但這兩個(gè)樣品優(yōu)良的析晶穩(wěn)定性卻主要決定于AlF3，因RF2作為網(wǎng)絡(luò)外體，基本對(duì)析晶性能沒(méi)有改善作用，而AlF3是網(wǎng)絡(luò)中間體，其強(qiáng)大的連網(wǎng)作用使氟磷玻璃的成玻璃性能得到極大改善，也使玻璃具有優(yōu)異的抗析晶性能.LiF大幅增加后析晶穩(wěn)定性參數(shù)下降為A3的151℃.

表1 玻璃成分、線性及非線性折射率、阿倍數(shù)、密度、轉(zhuǎn)變溫度及析晶穩(wěn)定性參數(shù)

3.2. 吸收光譜及J-O理論分析

圖1為樣品的吸收光譜.樣品所對(duì)應(yīng)的吸收峰位置沒(méi)有變化，相對(duì)強(qiáng)度也無(wú)明顯差別，但紫外截止邊界卻有顯著改變.A1出現(xiàn)了1D2能級(jí)的完整吸收峰，且在300nm處依然未見(jiàn)紫外截止邊界，也未見(jiàn)截止趨勢(shì)，而A2，A3的紫外截止邊出現(xiàn)在320nm左右.比較三個(gè)樣品的成分特點(diǎn)可知，A1的AlF3含量高達(dá)30 mol%，A2的AlF3，RF2和LiF分別降低了15 mol%，5 mol%和升高了20 mol%，但已出現(xiàn)了紫外截止邊界(1D2吸收峰的短波側(cè)消失)，A3與A2截止邊界相當(dāng).相比于其他的高氟化物氟磷或者氟化物玻璃而言［19—21］，A系列氟磷玻璃的紫外截止邊界藍(lán)移了至少30nm，A1玻璃的藍(lán)移程度甚至高達(dá)80nm以上.從玻璃組分上看，A1與A2紫外截止邊界的巨大差異關(guān)鍵決定于含量變化較大的Al3+和Li+.由于玻璃的紫外吸收決定于紫外線和材料中自由電子和非自由電子的相互作用［22］，大量的LiF和RF2含量會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)斷裂程度，自由及非自由電子增多，使紫外吸收增強(qiáng)，因而A2，A3玻璃在320nm的短波側(cè)吸收強(qiáng)度突然增大，未測(cè)出完整的1D2能級(jí)吸收譜線;而大量的Al3+可將斷裂的O2－和F－連接起來(lái)組成多面體，顯著降低了玻璃網(wǎng)絡(luò)中自由及非自由電子的數(shù)量，紫外吸收大大減弱，因此使紫外截止邊界藍(lán)移，從而得到了完整的1D2吸收譜線.另外，盡管吸收光譜在譜峰位置和相對(duì)強(qiáng)度上無(wú)明顯變化，但對(duì)應(yīng)于3H6→3H4躍遷793nm吸收的(3)號(hào)峰卻出現(xiàn)了細(xì)微的差異，A2，A3在780nm的肩峰明顯比A1清晰，表明LiF含量高的玻璃其離子性更強(qiáng)，因而使3H4能級(jí)出現(xiàn)了更明顯的能級(jí)劈裂.

根據(jù)吸收光譜和Judd-Ofelt理論計(jì)算的Tm3+在三種組分中相應(yīng)的J-O參數(shù)列于表2.根據(jù)以往的研究結(jié)果［21，23—25］，Ω2決定于稀土離子配位場(chǎng)的非對(duì)稱(chēng)性，它與稀土離子和配位陰離子間的共價(jià)性成正比;Ω6主要受稀土離子4f和5d軌道重疊積分的影響，其值隨密度增加而增大，Ω6高則稀土離子發(fā)射帶寬和自發(fā)輻射概率增大，且由于6s軌道對(duì)5d軌道的屏蔽作用，6s軌道的電子云密度與Ω6之間存在著相反的變化規(guī)律.有些體系中Ω2和Ω6的變化趨勢(shì)完全相反，即Ω2增大的同時(shí)Ω6降低［24］.

表2的計(jì)算結(jié)果顯示，氟磷玻璃體系中，Ω2及Ω6皆隨AlF3含量的降低而降低，Ω4則升高，體現(xiàn)了氟磷玻璃結(jié)構(gòu)的特殊性和復(fù)雜性.因?yàn)榉撞Ａе邢⊥岭x子所處格位結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅有O2－，F(xiàn)－兩種陰離子存在，且這兩種陰離子皆有橋氧、非橋氧及橋氟、非橋氟之分，稀土離子在其中的配位結(jié)構(gòu)也有多種可能性，因此稀土離子配位場(chǎng)的非對(duì)稱(chēng)性、稀土離子和配位陰離子間的共價(jià)性、稀土離子4f和5d軌道疊加積分程度也不盡相同，造成了J-O參數(shù)的變化較為復(fù)雜.AlF3的共價(jià)性大于RF2和LiF，Al—F鍵中F－離子給出電子的能力小于R—F和Li—F鍵中的F－，因此以AlF3增加網(wǎng)絡(luò)共價(jià)性增強(qiáng)，Al3+的引入也將斷裂的玻璃網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，非橋氧及非橋氟數(shù)量減少，這除了改變了散落的稀土離子六配位結(jié)構(gòu)中的陰離子的存在狀態(tài)并使其配位場(chǎng)的非對(duì)稱(chēng)性增強(qiáng)外，也使稀土離子與陰離子間的共價(jià)性增強(qiáng)，故而Ω2逐漸增大.隨AlF3的降低，樣品的Ω6值依次降低為1.86，1.68，1.49.雖然從成分變化上度量4f和5d軌道疊加積分程度進(jìn)而分析Ω6的變化趨勢(shì)是十分困難的，但某些性質(zhì)如密度、發(fā)射帶寬和自發(fā)輻射概率的變化卻可以反證Ω6應(yīng)有的變化規(guī)律.

表2 樣品的J-O參數(shù)

3.3. 熒光光譜、熒光分支比、輻射躍遷概率、輻射壽命及發(fā)射截面

圖2為樣品的熒光光譜及歸一化熒光譜.隨AlF3的大幅度降低LiF的大幅增加，熒光強(qiáng)度增大，熒光半高寬FWHM降低.根據(jù)J-O理論和倒易法［8，25］計(jì)算了Tm3+的自發(fā)輻射概率A、熒光分支比β、輻射壽命τ及發(fā)射截面σemi數(shù)值，列于表3.

圖2 熒光光譜

表3 自發(fā)輻射概率A、熒光分支比β、輻射壽命τ

表4為FWHM，σemi及增益參數(shù)τ×σemi數(shù)值. LiF增加后，密度、自發(fā)輻射概率和FWHM都依A1，A2，A3順序降低，三點(diǎn)結(jié)果皆與Ω6值逐漸降低的變化規(guī)律相符.該結(jié)果也間接證明了降低AlF3和提高LiF，稀土離子4f和5d軌道疊加積分程度降低.樣品輻射壽命隨LiF的升高和AlF3的降低而明顯增大，分別為7.35，8.09，8.55 ms.原因是輻射躍遷概率主要與稀土離子配位場(chǎng)的非對(duì)稱(chēng)性有關(guān)［24］，Al3+的引入恰恰增加了氟磷玻璃中Tm3+離子配位場(chǎng)的非對(duì)稱(chēng)性，從而導(dǎo)致其向下躍遷的概率增大;而LiF的增加卻使玻璃網(wǎng)絡(luò)斷裂嚴(yán)重，非橋氧非橋氟大量增加，因此Tm3+的六配位陰離子中非橋氧非橋氟增多，其配位場(chǎng)的對(duì)稱(chēng)性增大，因此輻射躍遷概率降低.AlF3高則σemi大，但由于高鋁導(dǎo)致的低壽命，使得其增益參數(shù)τ×σemi值低于高LiF玻璃.從增益參數(shù)上判斷，實(shí)現(xiàn)激光輸出的可能性為A3>A2>A1，即高LiF玻璃產(chǎn)生激光的可能性更高.

表4 熒光半高寬FWHM，發(fā)射截面σemi及增益參數(shù)τ×σemi

有些文獻(xiàn)中［17，24，26］將Ω4/Ω6值作為評(píng)估稀土離子發(fā)射截面的參數(shù)，認(rèn)為Ω4/Ω6高則稀土離子發(fā)射截面大，但沒(méi)有給出稀土離子在其所研究基質(zhì)中相應(yīng)的可作對(duì)比的發(fā)射截面數(shù)值.表2所示的摻銩氟磷玻璃隨Ω4/Ω6增大σemi值降低，完全不具備上述關(guān)系.將Ω4/Ω6用于評(píng)估某種稀土離子在基質(zhì)中的發(fā)射截面或熒光分支比是Jacobs與Weber在研究Nd3+離子4F3/2→4I11/2躍遷時(shí)提出的［27］，但其有個(gè)重要的前提，就是當(dāng)Ω2對(duì)該躍遷沒(méi)有影響時(shí)Ω4/ Ω6比值才具有評(píng)估價(jià)值，這是因?yàn)橹挥袧M足三角定則的Ωt才對(duì)躍遷強(qiáng)度產(chǎn)生影響.顯然無(wú)論對(duì)于Tm3+的3F4→3H6躍遷，Ho3+的5I7→5I8躍遷還是Sm3+的4G5/2→6H5/2(6H7/2，6H9/2)和Dy3+的4F9/2→6H13/2躍遷，Ω2，Ω4，Ω6皆滿足三角定則，即Ω2對(duì)這些能級(jí)的發(fā)射強(qiáng)度是有影響的，因此，單純以Ω4/Ω6值來(lái)評(píng)估這些躍遷中稀土離子發(fā)射截面的大小是不正確的.

3.4. 拉曼光譜分析

為了對(duì)AlF3和LiF的相對(duì)變化給氟磷玻璃結(jié)構(gòu)上帶來(lái)的改變，測(cè)試了A系列玻璃的拉曼光譜.圖3所示樣品的拉曼光譜隨AlF3的增加和LiF的降低發(fā)生了明顯變化.A1與A3的譜線形狀更是有顯著差異.A1，A2有明顯的1115cm－1偏磷基團(tuán)振動(dòng)峰且A2的峰強(qiáng)弱于A1，它們?cè)?95cm－1處的單磷基團(tuán)P(O，F(xiàn))4振動(dòng)峰近于消失;同時(shí)，A3在1115cm－1處的偏磷振動(dòng)峰幾乎難以看到，并出現(xiàn)了顯著的995cm－1處單磷P(O，F(xiàn))4振動(dòng)峰.1050cm－1雙磷基團(tuán)P2(O，F(xiàn))7振動(dòng)峰按照A1，A2，A3的順序向高波數(shù)方向移動(dòng)，分別處于1050，1058和1067cm－1，且A3的峰強(qiáng)遠(yuǎn)低于A1，A2;755cm－1振動(dòng)峰亦為雙磷基團(tuán)振動(dòng)，A3的峰強(qiáng)仍低于A1，A2;結(jié)合兩處雙磷基團(tuán)振動(dòng)峰的位置和玻璃組分特點(diǎn)，雙磷基團(tuán)P2(O，F(xiàn))7振動(dòng)峰隨AlF3含量降低而產(chǎn)生的高波數(shù)偏移現(xiàn)象是雙磷基團(tuán)減少，從而雙磷基團(tuán)結(jié)合振動(dòng)減少的結(jié)果.530—690cm－1之間隸屬于四配位Al3+和六配位Al3+的兩個(gè)振動(dòng)帶也隨AlF3的減少而變的界限模糊，到A3已經(jīng)基本結(jié)合成一個(gè)隸屬于Al［O，F(xiàn)］4，6共同振動(dòng)的彌散峰.350cm－1處由PO3和偏磷基團(tuán)的變形振動(dòng)交疊造成的振動(dòng)帶強(qiáng)度也是依A1，A2，A3的順序遞減.所有數(shù)據(jù)表明，隨AlF3大幅減少LiF大幅增加，偏磷基團(tuán)嚴(yán)重解聚，單磷基團(tuán)大量出現(xiàn)，雙磷基團(tuán)數(shù)量少于AlF3組分，顯示出堿金屬Li+離子的強(qiáng)烈解聚作用，造成轉(zhuǎn)變溫度降低，析晶穩(wěn)定性能下降，輻射壽命升高等結(jié)果，但其析晶穩(wěn)定性能仍然比較理想.

圖3 拉曼光譜

4. 結(jié)論

在摻Tm3+氟磷玻璃中，AlF3在改善氟磷玻璃的成玻璃性能和析晶穩(wěn)定性方面有著重要作用，而LiF的大量引入對(duì)Tm3+離子的光譜性能產(chǎn)生了較大的影響.高達(dá)30 mol%的LiF可以使稀土離子在獲得較高壽命的同時(shí)保持較好的析晶穩(wěn)定性能，而30 mol%的AlF3玻璃中測(cè)出了Tm3+離子在1D2能級(jí)的完整吸收譜線，其紫外吸收邊界出現(xiàn)大幅度藍(lán)移，且玻璃具有很好的析晶穩(wěn)定性能，較高的發(fā)射截面和帶寬，但輻射壽命下降較大.從增益參數(shù)上判斷，高LiF玻璃產(chǎn)生激光的可能性更高.為了得到高輻射壽命、高發(fā)射截面、良好析晶穩(wěn)定性能的摻Tm3+氟磷玻璃，平衡LiF和AlF3的相對(duì)含量即可獲得較好的結(jié)果.相比較而言20 mol%LiF+15 mol% AlF3玻璃基本可以在保證玻璃有良好的析晶穩(wěn)定性能的同時(shí)，保持稀土離子的高發(fā)射截面和高輻射壽命.氟磷玻璃特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得稀土離子在其中的J-O參數(shù)的變化較為復(fù)雜.從某些性質(zhì)與Ω6相對(duì)符合的程度上判斷，AlF3高則稀土離子4f和5d軌道重疊積分增大.Raman光譜顯示，較大幅度的LiF及AlF3含量的相對(duì)變化對(duì)玻璃在結(jié)構(gòu)上造成很大的改變，而調(diào)整二者的相對(duì)含量可以在減少玻璃整體結(jié)構(gòu)破壞的同時(shí)，保持稀土離子較高的輻射壽命、發(fā)射截面和玻璃析晶穩(wěn)定性能.

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［12］Chen G X，Zhang Q Y，Zhao C，Shi D M，Jiang Z H 2010 Acta Phys.Sin.59 1321(in Chinese)［陳敢新、張勤遠(yuǎn)、趙純、石冬梅、姜中宏2010物理學(xué)報(bào)59 1321］

［13］Xu S Q，Jin S Z，Zhao S L，Zhang L Y，Wang B L，Wang W，Bao R Q，Zhang J 2007 Acta Phys.Sin.56 2714(in Chinese)［徐時(shí)清、金尚忠、趙士龍、張麗艷、王寶玲、王瑋、鮑仁強(qiáng)、章玨2007物理學(xué)報(bào)56 2714］

綜上所述，本研究回顧性分析膿毒癥患者血常規(guī)變化水平，發(fā)現(xiàn)血小板減少程度與患者死亡之間存在正相關(guān)關(guān)系，血小板減少是膿毒癥患者死亡的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素。因此，應(yīng)對(duì)膿毒癥患者應(yīng)密切監(jiān)測(cè)其血常規(guī)，及時(shí)糾正血小板減少，改善患者的預(yù)后。

［14］Pollnau M，Jackson S D 2003 Solid-State Mid-Infrared Laser Sources Sorokina I T，Vodopyanov KL(eds.)(Berlin: Springer)p233—234

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PACC:7855，4255R，7840

*Project supported by the National High Technology Research and Development Program of China(Grant No.2007AA03Z441).

?E-mail:jndxzly@hotmail.com

Influence of LiF and AlF3on optical，spectroscopic，crystallization and structrural properties of Tm3+doped fluorophosphate glass*

Zhang Li-Yan?Tian Ying Zhang Jun-Jie Hu Li-Li
(Key Laboratory of Materials for High Power Laser，Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics，Chinese Academy of Sciences，Shanghai201800，China)
(Received 21 January 2010;revised manuscript received 12 March 2010)

To balance the requirements for lifetime，cross section and crystallization stability in rare-earth-doped fluorophosphate (FP)glass，we studied the influence of LiF and AlF3on the properties of FP.Results indicate that LiF plays an important role in improving the radiative lifetime of Tm3+，and the glass performs good crystallization stability with LiF proportion as high as 30mol%.Crystallization stability in high AlF3glass is excellent but the radiative lifetime of Tm3+decreases fast. Emission cross section changes mildly with the variation of LiF and AlF3proportions，so lifetime，cross section and crystallization stability can achieve their batter values through the ajustment of LiF and AlF3proportions.Comparations between J-O parameters and several properties of the Tm3+doped FP glass show that with AlF3increasing，the overlap integral of 4f and 5d orbitals of the rare earth ions increases.Raman spectra testify the great variation of glass structure when LiF and AlF3contents change largely.

fluorophosphate glass，radiative lifetime，emission cross section，crystallization stability

book=725,ebook=725

*國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(批準(zhǔn)號(hào):2007AA03Z441)資助的課題.

?E-mail:jndxzly@hotmail.com